一种集成感知与执行的主动控制智能动静压混合滑动轴承

本发明属于混合滑动轴承，具体涉及一种集成感知与执行的主动控制智能动静压混合滑动轴承。

背景技术：

1、大型旋转机械被大量地应用于工业和航天等机械装置中，例如航空发动机和燃气轮机等，而大型旋转机械也是少数国家基础工业和设施中的关键设备之一，滑动轴承是其主要的支撑部件，而轴承的特性对其系统的性能有着较大的影响。动静压滑动轴承有着较强的稳定性，能够在较大的载荷范围内稳定工作。但是动静压混合滑动轴承在使用过程中为被动元件，在工况变化(如突加载荷、波动载荷等不平稳工况时)的情况下没有较好的主动补偿能力，容易影响动静压混合滑动轴承的工作稳定性，因此为了克服上述问题进而研发一种集成感知与执行的主动控制智能动静压混合滑动轴承是很符合实际需要的。

技术实现思路

1、本发明为了解决现有在动静压混合滑动轴承工况变化(如突加载荷、波动载荷等不平稳工况时)的情况下没有较好主动补偿能力的弊端，进而提供一种集成感知与执行的主动控制智能动静压混合滑动轴承；

2、一种集成感知与执行的主动控制智能动静压混合滑动轴承，所述动静压混合滑动轴承包括外壳体、中间壳体、轴承体、x向伺服阀、y向伺服阀和伺服阀控制系统，所述外壳体套装在中间壳体上，中间壳体套装在轴承体上，且外壳体、中间壳体和轴承体三者同轴设置，x向伺服阀、y向伺服阀均安装在外壳体的外圆面上，且x向伺服阀相对于y向伺服阀呈90°偏移设置，伺服阀控制系统的信号输入端安装在外壳体上，伺服阀控制系统的信号输出端通过导线与x向伺服阀的控制端和y向伺服阀的控制端相连，高压油液通过x向伺服阀和y向伺服阀并依次经过外壳体和中间壳体最终进入到轴承体与轴系之间形成主动油膜，伺服阀控制系统用于控制x向伺服阀和y向伺服阀的工作状态；

3、进一步地，所述伺服阀控制系统包括x向传感器、y向传感器、控制器和电液伺服驱动器，x向传感器和y向传感器均通过传感器安装架固定在外壳体的一端端面上，且x向传感器对应x向伺服阀设置，y向传感器对应y向伺服阀设置，控制器和电液伺服驱动器均设置在外壳体的外侧，x向传感器的信号输出端和y向传感器的信号输出端均通过导线与控制器的信号输入端相连，控制器的信号输出端通过导线与电液伺服驱动器的信号输入端相连，电液伺服驱动器的信号输出端通过导线分别与x向伺服阀的控制端与y向伺服阀的控制端相连；

4、进一步地，所述外壳体的外圆面上设有两个供油孔组，一个供油孔组与x向伺服阀对应设置，另一个供油孔组与y向伺服阀对应设置，每个供油孔组中包括伺服阀a端供油孔和伺服阀b端供油孔，且每组伺服阀a端供油孔和伺服阀b端供油孔与对应的x向伺服阀的出油端或y向伺服阀的出油端连通设置，外壳体的内圆面加工有两个外壳油槽组，每个外壳油槽组与一个供油孔组对应设置，每个外壳油槽组中包括两个外壳油槽，一个外壳油槽与所对应供油孔组中的伺服阀a端供油孔连通设置，另一个外壳油槽与所对应供油孔组中的伺服阀b端供油孔连通设置；

5、进一步地，所述外壳体上与x向伺服阀的对应处设有x向伺服阀连接座，x向伺服阀安装在x向伺服阀连接座上，x向伺服阀连接座上设有x向高压供油孔，x向伺服阀的进油端通过x向高压供油孔与高压供油机构的一号出油管相连，x向伺服阀的出油端与所对应的伺服阀a端供油孔和伺服阀b端供油孔相连，外壳体上与y向伺服阀的对应处设有y向伺服阀连接座，y向伺服阀安装在y向伺服阀连接座上，y向伺服阀连接座上设有y向高压供油孔，y向伺服阀的进油端通过y向高压供油孔与高压供油机构的二号出油管相连，y向伺服阀的出油端与所对应的伺服阀a端供油孔和伺服阀b端供油孔相连；

6、进一步地，所述中间壳体的外圆面上加工有两个内壳油槽组，每个内壳油槽组与一个外壳油槽组对应设置，每个内壳油槽组中包括两个内壳油槽，每个内壳油槽与一个外壳油槽对应配合设置，每个内壳油槽与对应的外壳油槽拼合成一个完整的弧形油腔，内壳油槽的底部加工有转接供油孔，且每个转接供油孔与位于同一个弧形油腔中的伺服阀a端供油孔或伺服阀b端供油孔分别设置在所在弧形油腔的两端；

7、进一步地，所述轴承体的内环面上沿轴承体厚度方向的中心线对称加工有两个回油环槽，两个回油环槽之间沿轴承体的内周向等距加工有多个内侧油槽，且每个内侧油槽的两端分别与一个回油环槽连通设置，相邻两个内侧油槽之间形成内瓦面，轴承体的外圆面上沿周向等距加工有多个轴承体高压供油孔组，每个轴承体高压供油孔组与一个内瓦面对应设置，轴承体的内部沿周向等距加工有多个高压油孔系，且每个高压油孔系位于一个轴承体高压供油孔组与一个内瓦面之间，每个高压油孔系的一端与轴承体高压供油孔组连通设置，每个高压油孔系的另一端与内瓦面连通设置；

8、进一步地，所述轴承体高压供油孔组中包括两个高压油孔(21)，位于同组中的两个高压油孔(21)沿轴承体(3)宽度方向的中心线对称设置，且每个轴承体高压供油孔组中的一个高压油孔(21)与所对应的弧形油腔对应设置，高压油孔系(12)包括两个进油端和三个出油端，高压油孔系(12)的每个进油端与一个高压油孔(21)对应连通设置，高压油孔系(12)的每个出油端与内瓦面(10)连通设置；

9、进一步地，所述内侧油槽的个数为偶数；

10、进一步地，所述内瓦面上均布加工有多个微织构；

11、进一步地，所述外壳体的外圆面上加工有外壳低压油孔，中间壳体的外圆面上加工有内壳低压油孔，轴承体的外圆面上加工有低压供油环槽，外壳低压油孔的一端与高压供油机构的出油管连通设置，外壳低压油孔的另一端与内壳低压油孔的一端对应连通设置，内壳低压油孔的另一端与低压供油环槽连通设置，低压供油环槽的槽底沿周向等距加工有多个低压走油孔，每个低压走油孔对应设置在一个内侧油槽与低压供油环槽之间，且每个低压走油孔的一端与低压供油环槽连通设置，每个低压走油孔的另一端与对应内侧油槽连通设置；

12、本申请相对于现有技术所产生的有益效果：

13、本申请提出的一种集成感知与执行的主动控制智能动静压混合滑动轴承，通过中间壳体与外壳体内油槽的油路转接，简化了轴承和伺服阀的安装过程，拓展了轴承的应用范围，同时本申请提供的动静压混合滑动轴承内瓦面上还均布设置了排列的微织构，用以提高轴承的承载力、刚度及阻尼，从而使轴承的稳定性提高；

14、本申请提出的一种集成感知与执行的主动控制智能动静压混合滑动轴承的内瓦面上设有有阵列排布的高压供油孔，通过与外部油源连接起到了静压效应的作用，使轴承的承载能力提高，相比于传统的动静压混合滑动轴承，本申请在动静压混合滑动轴承的外壳上设置了伺服阀，并通过与伺服阀控制系统连接，集成感知与执行机构，进行产生可控的主动油膜力，根据轴心位置反馈产生合适的主动油膜力，减小转子的振动幅值，从而提高轴承的稳定性；

15、本申请提出的一种集成感知与执行的主动控制智能动静压混合滑动轴承在无主动控制时，依旧可作为稳定性高的被动装置，具有良好的应用范围。

技术特征：

1.一种集成感知与执行的主动控制智能动静压混合滑动轴承，其特征在于：所述动静压混合滑动轴承包括外壳体(1)、中间壳体(2)、轴承体(3)、x向伺服阀(4)、y向伺服阀(6)和伺服阀控制系统，所述外壳体(1)套装在中间壳体(2)上，中间壳体(2)套装在轴承体(3)上，且外壳体(1)、中间壳体(2)和轴承体(3)三者同轴设置，x向伺服阀(4)、y向伺服阀(6)均安装在外壳体(1)的外圆面上，且x向伺服阀(4)相对于y向伺服阀(6)呈90°偏移设置，伺服阀控制系统的信号输入端安装在外壳体(1)上，伺服阀控制系统的信号输出端通过导线与x向伺服阀(4)的控制端和y向伺服阀(6)的控制端相连，高压油液通过x向伺服阀(4)和y向伺服阀(6)并依次经过外壳体(1)和中间壳体(2)最终进入到轴承体(3)与轴系之间形成主动油膜，伺服阀控制系统用于控制x向伺服阀(4)和y向伺服阀(6)的工作状态。

2.根据权利要求1所述的一种集成感知与执行的主动控制智能动静压混合滑动轴承，其特征在于：所述伺服阀控制系统包括x向传感器(11)、y向传感器(13)、控制器(14)和电液伺服驱动器(15)，x向传感器(11)和y向传感器(13)均通过传感器安装架固定在外壳体(1)的一端端面上，且x向传感器(11)对应x向伺服阀(4)设置，y向传感器(13)对应y向伺服阀(6)设置，控制器(14)和电液伺服驱动器(15)均设置在外壳体(1)的外侧，x向传感器(11)的信号输出端和y向传感器(13)的信号输出端均通过导线与控制器(14)的信号输入端相连，控制器(14)的信号输出端通过导线与电液伺服驱动器(15)的信号输入端相连，电液伺服驱动器(15)的信号输出端通过导线分别与x向伺服阀(4)的控制端与y向伺服阀(6)的控制端相连。

3.根据权利要求1所述的一种集成感知与执行的主动控制智能动静压混合滑动轴承，其特征在于：所述外壳体(1)的外圆面上设有两个供油孔组，一个供油孔组与x向伺服阀(4)对应设置，另一个供油孔组与y向伺服阀(6)对应设置，每个供油孔组中包括伺服阀a端供油孔(16)和伺服阀b端供油孔(17)，且每组伺服阀a端供油孔(16)和伺服阀b端供油孔(17)与对应的x向伺服阀(4)的出油端或y向伺服阀(6)的出油端连通设置，外壳体(1)的内圆面加工有两个外壳油槽组，每个外壳油槽组与一个供油孔组对应设置，每个外壳油槽组中包括两个外壳油槽(18)，一个外壳油槽(18)与所对应供油孔组中的伺服阀a端供油孔(16)连通设置，另一个外壳油槽(18)与所对应供油孔组中的伺服阀b端供油孔(17)连通设置。

4.根据权利要求3所述的一种集成感知与执行的主动控制智能动静压混合滑动轴承，其特征在于：所述外壳体(1)上与x向伺服阀(4)的对应处设有x向伺服阀连接座，x向伺服阀(4)安装在x向伺服阀连接座上，x向伺服阀连接座上设有x向高压供油孔(5)，x向伺服阀(4)的进油端通过x向高压供油孔(5)与高压供油机构的一号出油管相连，x向伺服阀(4)的出油端与所对应的伺服阀a端供油孔(16)和伺服阀b端供油孔(17)相连，外壳体(1)上与y向伺服阀(6)的对应处设有y向伺服阀连接座，y向伺服阀(6)安装在y向伺服阀连接座上，y向伺服阀连接座上设有y向高压供油孔(7)，y向伺服阀(6)的进油端通过y向高压供油孔(7)与高压供油机构的二号出油管相连，y向伺服阀(6)的出油端与所对应的伺服阀a端供油孔(16)和伺服阀b端供油孔(17)相连。

5.根据权利要求4所述的一种集成感知与执行的主动控制智能动静压混合滑动轴承，其特征在于：所述中间壳体(2)的外圆面上加工有两个内壳油槽组，每个内壳油槽组与一个外壳油槽组对应设置，每个内壳油槽组中包括两个内壳油槽(19)，每个内壳油槽(19)与一个外壳油槽(18)对应配合设置，每个内壳油槽(19)与对应的外壳油槽(18)拼合成一个完整的弧形油腔，内壳油槽(19)的底部加工有转接供油孔(20)，且每个转接供油孔(20)与位于同一个弧形油腔中的伺服阀a端供油孔(16)或伺服阀b端供油孔(17)分别设置在所在弧形油腔的两端。

6.根据权利要求5所述的一种集成感知与执行的主动控制智能动静压混合滑动轴承，其特征在于：所述轴承体(3)的内环面上沿轴承体(3)厚度方向的中心线对称加工有两个回油环槽(25)，两个回油环槽(25)之间沿轴承体(3)的内周向等距加工有多个内侧油槽(9)，且每个内侧油槽(9)的两端分别与一个回油环槽(25)连通设置，相邻两个内侧油槽(9)之间形成内瓦面(10)，轴承体(3)的外圆面上沿周向等距加工有多个轴承体高压供油孔组，每个轴承体高压供油孔组与一个内瓦面(10)对应设置，轴承体(3)的内部沿周向等距加工有多个高压油孔系(12)，且每个高压油孔系(12)位于一个轴承体高压供油孔组与一个内瓦面(10)之间，每个高压油孔系(12)的一端与轴承体高压供油孔组连通设置，每个高压油孔系(12)的另一端与内瓦面(10)连通设置。

7.根据权利要求6所述的一种集成感知与执行的主动控制智能动静压混合滑动轴承，其特征在于：所述轴承体高压供油孔组中包括两个高压油孔(21)，位于同组中的两个高压油孔(21)沿轴承体(3)宽度方向的中心线对称设置，且每个轴承体高压供油孔组中的一个高压油孔(21)与所对应的弧形油腔对应设置，高压油孔系(12)包括两个进油端和三个出油端，高压油孔系(12)的每个进油端与一个高压油孔(21)对应连通设置，高压油孔系(12)的每个出油端与内瓦面(10)连通设置。

8.根据权利要求5所述的一种集成感知与执行的主动控制智能动静压混合滑动轴承，其特征在于：所述内侧油槽(9)的个数为偶数。

9.根据权利要求5所述的一种集成感知与执行的主动控制智能动静压混合滑动轴承，其特征在于：所述内瓦面(10)上均布加工有多个微织构(27)。

10.根据权利要求5所述的一种集成感知与执行的主动控制智能动静压混合滑动轴承，其特征在于：所述外壳体(1)的外圆面上加工有外壳低压油孔(22)，中间壳体(2)的外圆面上加工有内壳低压油孔(23)，轴承体(3)的外圆面上加工有低压供油环槽(24)，外壳低压油孔(22)的一端与高压供油机构的出油管连通设置，外壳低压油孔(22)的另一端与内壳低压油孔(23)的一端对应连通设置，内壳低压油孔(23)的另一端与低压供油环槽(24)连通设置，低压供油环槽(24)的槽底沿周向等距加工有多个低压走油孔(8)，每个低压走油孔(8)对应设置在一个内侧油槽(9)与低压供油环槽(24)之间，且每个低压走油孔(8)的一端与低压供油环槽(24)连通设置，每个低压走油孔(8)的另一端与对应内侧油槽(9)连通设置。

技术总结一种集成感知与执行的主动控制智能动静压混合滑动轴承，属于混合滑动轴承技术领域，本发明为了解决现有在动静压混合滑动轴承工况变化(如突加载荷、波动载荷等不平稳工况时)的情况下没有较好主动补偿能力的弊端，本申请包括外壳体、中间壳体、轴承体、X向伺服阀、Y向伺服阀和伺服阀控制系统，外壳体套装在中间壳体上，中间壳体套装在轴承体上，X向伺服阀、Y向伺服阀均安装在外壳体的外圆面上，伺服阀控制系统的信号输入端安装在外壳体上，伺服阀控制系统的信号输出端通过导线与X向伺服阀的控制端和Y向伺服阀的控制端相连，高压油液通过X向伺服阀和Y向伺服阀并依次经过外壳体和中间壳体最终进入到轴承体与轴系之间形成主动油膜。本申请主要用作大型旋转机械中的支撑轴承结构。技术研发人员：张广辉,龚文杰,徐科繁,国阳,韩佳真,谢子强,孙一冰,林泽豪,路亿垦,孙文龙受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学技术研发日：技术公布日：2024/9/26