[發明專利]一種超導轉子靜平衡檢測裝置及其檢測方法

有效

• 申請號: 201310376715.2
• 申請日: 2013-08-26
• 公開（公告）號: CN103439051A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 高霏;王暉;王秋良;胡新寧;崔春艷;劉建華
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: G01M1/12
• 分類號: G01M1/12
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 關玲

技術領域

本發明涉及一種超導轉子靜平衡檢測的設備及其檢測方法，特別涉及一種用于特殊結構超導轉子靜平衡檢測的裝置及其檢測方法。

背景技術

轉子的質量不平衡是指轉子質心和轉子的幾何中心不重合。在轉子旋轉過程中，該不平衡質量會產生不平衡力矩，使轉子產生振動從而造成慣性系統中轉子的漂移，降低儀表精度，這是精密儀表所不允許的。因此精確測量轉子不平衡量再調整轉子的質量分布使不平衡量達到一定的精度要求是很有必要的。

超導轉子不平衡量的產生有兩方面的因素：(1)由轉子材料、組織不均勻等形成的不平衡量，如由于材料加工、熱處理、焊接等造成的密度不均勻、組織缺陷、組織微結構不一致等；(2)由轉子加工誤差形成的不平衡量，如轉子加工處理過程中存在的尺寸公差、形位公差、表面粗糙度等。

轉子的平衡精度采用偏心距指標衡量，偏心距是一個向量，其大小定義為單位質量的轉子質心偏離形心的距離，單位為米，其方向從轉子外球面球心指向轉子質心。可見，測定超導轉子的平衡精度包含兩個內容，即不僅要確定轉子不平衡量的大小，還要確定其方位。

傳統的靜平衡測試法都難以適用或達不到足夠的平衡精度。采取三點支撐傳感器稱重的方式也可以對該轉子進行測量，但是，這種裝置是對運行中有固定空間回轉軸的轉子進行軸對稱靜平衡測量，測出的偏心位置是相對于回轉軸的，是過垂直于回轉軸投影面的二維靜平衡，而對相對于球心有三維空間靜平衡要求的球形轉子的測量無能為力；其次三點式平衡測量對三個傳感器安裝位置精度、自身加工精度和彈性應變線性度的統一性要求很高。質量小、球體帶有小平臺和圓柱孔，其特殊的結構和工作環境的特殊性，決定了這種超導轉子不能采用傳統測量靜平衡的方法。

特殊結構超導轉子的靜平衡可以采用簡單的氣浮測量法[高霏，王暉，胡新寧，王秋良.不完整球形超導轉子靜平衡的氣浮測量方法.光學精密工程,2012,20（7）:1566-1572]，但通過拍照、劃線等方式確定角度大小，精度偏低，不能滿足超導轉子高精度平衡測定的需要。

三點拾取法是測量轉子不平衡量方位角的一種方法。三點拾取法是利用相互間隔120°的三個電渦流位移傳感器采集轉子位移信息，所述的三個電渦流位移傳感器與檢測工裝的薄壁半球腔球心距離為R。設三個電渦流位移傳感器的初始示數為w₀₁，w₀₂，w₀₃；轉子氣浮后，在重力的作用下自由偏轉。轉子停止擺動后，位移傳感器的示數分別為w₁，w₂，w₃；此時轉子端面的法向向量為：