专利摘要

本发明提出一种宽频带阻尼减振模块化水润滑轴承，包括由外往内依次套设的外衬套、内衬套和主轴，内衬套包括数组复合阻尼板条和数根止动铜条，数根止动铜条沿周向均匀间隔安设于外衬套的内周面，数组复合阻尼板条分别嵌设于相邻的两根止动铜条条之间的空隙内，并与外衬套内壁贴合。本发明可以达到宽频带阻尼减振，适用于更多频域的振动控制，模块化拥有更多的可变性，提高轴承在更多工况的减振降噪效果，提高民用船舶的舒适度和水下航行器的隐蔽性。

权利要求

1.一种宽频带阻尼减振模块化水润滑轴承，其特征在于，包括由外往内依次套设的外衬套、内衬套和主轴，所述内衬套包括数组复合阻尼板条和数根止动铜条，所述数根止动铜条沿周向均匀间隔安设于所述外衬套的内周面，所述数组复合阻尼板条分别嵌设于相邻的两根止动铜条之间的空隙内，并与外衬套内壁贴合；每组复合阻尼板条由数根复合阻尼板条组成，相邻的两根复合阻尼板条的顶部中心沿轴向设有水槽；每根复合阻尼板条由多个阻尼模块沿轴向排列组成，所述阻尼模块粘贴于所述外衬套内壁上。

2.根据权利要求1所述的一种宽频带阻尼减振模块化水润滑轴承，其特征在于，所述多个阻尼模块均匀间隔安设，相邻的两块阻尼模块之间存在间隙，阻尼模块上均布轴向通孔。

3.根据权利要求1所述的一种宽频带阻尼减振模块化水润滑轴承，其特征在于，所述多个阻尼模块之间过盈配合安设，阻尼模块上均布轴向通孔，多个阻尼模块上的轴向通孔一一对应，形成贯通孔。

4.根据权利要求1所述的一种宽频带阻尼减振模块化水润滑轴承，其特征在于，所述多个阻尼模块之间过盈配合安设，阻尼模块上均布轴向空腔，所述轴向空腔内注入流体。

5.根据权利要求1所述的一种宽频带阻尼减振模块化水润滑轴承，其特征在于，所述多个阻尼模块之间过盈配合安设，首尾两块阻尼模块为实心结构，中间阻尼模块上均布轴向通孔。

6.根据权利要求1所述的一种宽频带阻尼减振模块化水润滑轴承，其特征在于，所述外衬套为金属材质，所述内衬套由丁腈橡胶制成。

说明书

技术领域

本发明属于机械轴承结构的技术领域，尤其涉及一种宽频带阻尼减振模块化水润滑轴承。

背景技术

水下航行器尾轴承的工作条件极其恶劣，轴系振动在该处的响应幅值相对较大，作为轴系振动传递到底座乃至船体的第一个链路元件，尾轴承对振动的衰减能力具有关键的作用，而水下航行器每降低辐射噪声6-10dB，敌方被动声呐的作用距离可降低约50％，己方被动声呐的作用距离则可提高1倍左右，因此尾轴承的减振降噪研究对船舶推进轴系的振动理论体系完善，对提高诸如水下航行器等舰船的静音水平和生存能力都具有重要意义。

目前，通过水槽分布、表面织构等改善轴承润滑条件，增加高聚物阻尼层等方式，水润滑尾轴承在减振降噪方面已经取得了长足的进步，但这主要体现在低频响应区，而水下航行器在低速、重载等特殊工况下，常产生频率较高的鸣音、啸叫声，因此，需要在保持尾轴承强度、低频区衰减能力前提下开展创新思维，研究更加宽频带减振的设计方案，探索尾轴承减振降噪的新方法、新技术。

近年来，多孔结构被认为是提高材料宽频带减振降噪的主要方法之一，在高速铁路车厢材料、高速混凝路面、阻尼器、泡沫金属材料、空气静压轴承、油润滑轴承等方面取得了一定进展，但在水润滑尾轴承减振降噪的应用研究甚少。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种宽频带阻尼减振模块化水润滑轴承，实现宽频带减振降噪。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种宽频带阻尼减振模块化水润滑轴承，其特征在于，包括由外往内依次套设的外衬套、内衬套和主轴，所述内衬套包括数组复合阻尼板条和数根止动铜条，所述数根止动铜条沿周向均匀间隔安设于所述外衬套的内周面，所述数组复合阻尼板条分别嵌设于相邻的两根止动铜条条之间的空隙内，并与外衬套内壁贴合。

按上述方案，所述每组复合阻尼板条由数根复合阻尼板条组成，相邻的两根复合阻尼板条的顶部中心沿轴向设有水槽。

按上述方案，所述每根复合阻尼板条由多个阻尼模块沿轴向排列组成，所述阻尼模块粘贴于所述外衬套内壁上。

按上述方案，所述多个阻尼模块均匀间隔安设，相邻的两块阻尼模块之间存在间隙，阻尼模块上均布轴向通孔。

按上述方案，所述多个阻尼模块之间过盈配合安设，阻尼模块上均布轴向通孔，多个阻尼模块上的轴向通孔一一对应，形成贯通孔。

按上述方案，所述多个阻尼模块之间过盈配合安设，阻尼模块上均布轴向空腔，所述轴向空腔内注入流体。

按上述方案，所述多个阻尼模块之间过盈配合安设，首尾两块阻尼模块为实心结构，中间阻尼模块上均布轴向通孔。

按上述方案，所述外衬套为金属材质，所述内衬套由丁腈橡胶制成。

本发明的有益效果是：提供一种宽频带阻尼减振模块化水润滑轴承，轴承维修成本低，整个轴承内衬都是由橡胶阻尼模块组成，在使用过程中出现损坏，只需更换橡胶阻尼模块，维修无需拆卸整个轴承；采用不同网孔结构的橡胶阻尼模块的组合，可以适用于更多的工况，根据刚性、载荷等要求选择在不同位置布置不同网孔结构的橡胶阻尼模块，适用范围广；其可以达到宽频带阻尼减振，适用于更多频域的振动控制，模块化拥有更多的可变性，提高轴承在更多工况的减振降噪效果，提高民用船舶的舒适度和水下航行器的隐蔽性。

附图说明

图1为本发明一个实施例的结构示意图。

图2为本发明一个实施例的复合阻尼板条的结构示意图。

图3为本发明一个实施例的阻尼模块的结构示意图。

图4为本发明一个实施例的水润滑轴承的减振机理图。

图5为本发明一个实施例的阻尼模块的模态分析结果图。

图6为本发明一个实施例的阻尼模块顶面处的位移频响图。

图7为普通尾轴承减振机理图。

图8为实心阻尼模块的模态分析结果图。

图9为实心阻尼模块顶面处的位移频响图。

其中：1-外衬套，2-内衬套，3-主轴，4-复合阻尼板条，5-止动铜条，6-水槽，7-阻尼模块，8-轴向通孔。

具体实施方式

为更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明进一步的描述。

如图1-图4所示，一种宽频带阻尼减振模块化水润滑轴承，包括由外往内依次套设的外衬套1、内衬套2和主轴3，内衬套包括数组复合阻尼板条4和数根止动条5，数根止动铜条沿周向均匀间隔安设于外衬套的内周面，数组复合阻尼板条分别嵌设于相邻的两根止动铜条条之间的空隙内，并与外衬套内壁贴合，设置止动铜条使得复合阻尼板条之间紧密贴合固定。外衬套为金属材质，弹性模量为7.08×106Pa，密度为1 240kg/m3，泊松比为0.47，内衬套由丁腈橡胶制成，具有良好的抗油、抗水、抗溶剂及抗高压油的特性，具有良好的压缩性，抗磨及伸长力。

每组复合阻尼板条由数根复合阻尼板条组成，相邻的两根复合阻尼板条的顶部中心沿轴向设有水槽6。每根复合阻尼板条由多个阻尼模块7沿轴向排列组成，阻尼模块粘贴于外衬套内壁上。

实施例一

多个阻尼模块均匀间隔安设，相邻的两块阻尼模块之间存在间隙，阻尼模块上均布轴向通孔8，多个阻尼模块上的轴向通孔可以一一对应，形成贯通孔，也可以不对应贯通。当主轴以不同速度旋转时，会产生不同频率的振动和噪声，振动径向穿过尾轴承板条时，其振动能量均会降低，相对于没有轴向通孔的板条，当振动能量进入轴向通孔后会被消耗掉一部分，所以能够穿出内衬套的振动能量会进一步减少，在一定程度上可以吸收噪音，衰减振动(见图4和图7)。在阻尼模块之间的间隙中的水在主轴旋转是会进行流动，形成流固耦合，在外界激励的作用下，水也有振动，与外衬套以及阻尼模块摩擦，利用流固耦合作用区域所增强的阻尼效应来衰减振动的传递。

实施例二：

多个阻尼模块之间过盈配合安设，阻尼模块上均布轴向空腔，所述轴向空腔内注入流体，例如硅油等，在主轴旋转时，孔中硅油在外界激励作用下产生振动，与壁面摩擦，利用流固耦合作用区域所增强的阻尼效应来衰减振动的传递。

实施例三：

多个阻尼模块之间过盈配合安设，首尾两块阻尼模块为实心结构，中间阻尼模块上均布轴向通孔，水进入轴向通孔，在主轴旋转时，孔中水在外界激励作用下产生振动，与壁面摩擦，利用流固耦合作用区域所增强的阻尼效应来衰减振动的传递。

轴向通孔排列的结构不同，固有频率不同，不同的排列结构阻尼模块可以对不同频率的振动和噪声有减振降噪作用。由于主轴的重力会出现偏载，主要是下半部分承受载荷，所以为了满足刚性要求，轴承下半部分选用网孔较小的橡胶阻尼模块。模块之间选择不同的网孔结构，不同模块对不同频域的外部简谐载荷有减振作用，实现宽频带减振。

多孔结构一般尺寸参数在μm～nm级，含油金属轴承可通过粉末烧结而成，而高分子水润滑尾轴承板条材料很难制出微观尺度的多孔结构，因此，阻尼模块的轴向通孔的结构设计为10^-1mm级的宏观尺度。

在水润滑轴承上阻尼模块轴向通孔孔径越小，数量越少，造成的质量减少越少，水润滑轴承的静刚度越大。孔径越大，固有频率越低，振动位移幅值也随之降低。通过在底部板条中截取一段含轴向通孔的阻尼模块单元体进行模态分析和谐响应仿真分析，对比有无轴向通孔的单元体仿真结果。通过模态分析，只提取1000Hz以内的模态结果进行分析，从固有频率的数值看，由于穿孔板条降低了结构的质量，各阶频率数值都有所降低，但差距很小。从振型上看，第一阶和第二阶是正交的弯曲模态，第三阶是扭转模态，两种板条单元体的振型基本一致，只是在穿孔方向的弯曲模态上有所差异，穿孔一定程度上增大了板条结构振型矢量在高度上的位移比值，但总体来说，饱和含液穿孔板条的设计并不会极大的改变板条本身的本构特性及动态行为特征，因此，可以利用孔中液体流固耦合所产生的阻尼增强特性来衰减外激励的响应幅值(见图5和图8)。谐响应分析时，提取两种单元体顶面受载方向(Y方向)上的位移频率响应图，两种单元体的响应幅值随着频率增加处于上升模式，但饱和含液穿孔板条单元体由于穿孔降低了结构刚度，顶面的响应幅值相对更高，这进一步说明了饱和含液穿孔板条的结构设计对响应幅值的衰减能力，也就意味着，当同等幅值的激励源作用于板条时，饱和含液穿孔板条传递出去的振幅更低(见图6和图9)。

以上的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所做的等效变化，仍属本发明的保护范围。

一种宽频带阻尼减振模块化水润滑轴承专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。