[發明專利]一種力可控的機械傳動式轉子碰摩試驗臺

有效

• 申請號: 201611082460.9
• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN106768928B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發明（設計）人: 張筱辰;蔣東翔;韓特;王南飛;楊一舟
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 邸更巖

一種力可控的機械傳動式轉子碰摩試驗臺，包括轉子組件和施力機構；施力機構包括施力機構底座、滑臺、施力機構電機、Y向動態扭矩傳感器、施力輪、施力軸、X向動態扭矩傳感器和磁粉制動器。該試驗臺通過施力輪給轉盤施力代替碰摩釘或碰摩柱，實現了碰摩試驗法向碰撞力的可控加載。本發明采用磁粉制動器作為安全保護裝置，當切向摩擦力作用在施力輪的扭矩大于等于磁粉制動器的安全輸出扭矩時，施力輪會帶動施力軸開始轉動，從而使得碰摩點由滑動摩擦轉變為滾動摩擦，降低了切向摩擦力對施力輪的影響，避免了碰摩釘或碰摩柱斷裂的安全隱患。將轉子組件通過倒T型槽安裝在機座上，方便地實現了不同型號轉盤、轉軸的可重構，提高了試驗臺的通用性。

技術領域

本發明涉及一種力可控的機械傳動式轉子碰摩試驗臺,屬于旋轉機械模擬試驗技術領域。

背景技術

旋轉機械是指依靠轉子旋轉運動進行工作的機器，由轉子、軸承等零部件組成。轉子作為旋轉機械的主要部件，與定子的碰摩是旋轉機械中最常發生也是極具破壞性的一種故障。通過轉子碰摩試驗臺模擬轉子碰摩故障，研究不同碰摩程度下旋轉機械的運行狀態，對于預防旋轉機械碰摩事故的發生具有重要的實際意義。

轉子碰摩試驗裝置多采用碰摩釘或碰摩柱等部件進行碰摩模擬試驗，通過手動或液壓自動加載的方式調節碰摩釘或碰摩柱與轉子的法向碰撞力，碰摩時的切向摩擦力則采用應變片進行測量；其不足之處在于，采用液壓缸加載的方式雖可實現法向碰撞力的自動調節，但液壓缸配套的液壓系統會增加試驗裝置的占地面積，同時增大了試驗裝置的系統調試難度；采用碰摩釘或碰摩柱與轉子進行碰摩，當碰摩試驗要求的法向碰撞力過大時，容易引起切向摩擦力的過載，從而導致碰摩釘或碰摩柱存在斷裂的安全隱患，現有試驗裝置難以滿足高強度碰摩試驗的安全需求。

發明內容

本發明的目的是提供一種力可控的機械傳動式轉子碰摩試驗臺，使其能更準確、安全地模擬旋轉機械碰摩故障，為預防旋轉機械碰摩事故的發生提供更可靠的試驗依據。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種力可控的機械傳動式轉子碰摩試驗臺，包括轉子組件、施力機構和機座；轉子組件包括轉盤、轉軸和轉子驅動電機，其特征在于:該碰摩試驗臺還包括數據采集及控制單元，所述的施力機構包括施力機構底座、滑臺、施力機構電機、Y向動態扭矩傳感器、施力輪、施力軸、X向動態扭矩傳感器和磁粉制動器；施力軸通過軸承安裝在施力架上，施力軸、X向動態扭矩傳感器和磁粉制動器之間通過聯軸器相連，施力架、X向動態扭矩傳感器和磁粉制動器安裝在滑臺上；滑臺通過施力機構導軌副與施力機構底座相連，并通過施力機構絲杠副與Y向動態扭矩傳感器的一端相連，Y向動態扭矩傳感器的另一端與施力機構電機相連；所述施力輪的圓心與轉盤的圓心保持在同一水平面；施力機構底座通過移動機構導軌副與機座相連，施力機構底座通過移動機構絲杠副與移動機構電機相連；所述的數據采集及控制單元分別通過信號線與驅動電機、移動機構電機、施力機構電機、Y向動態扭矩傳感器、磁粉制動器和X向動態扭矩傳感器電連接，采集Y向動態扭矩傳感器和X向動態扭矩傳感器的扭矩信號，并分別控制驅動電機的轉速、移動機構電機的轉動角度、施力機構電機的輸出扭矩和磁粉制動器的輸出扭矩。

優選地，在機座上開有兩條平行的倒T型槽，轉子組件通過倒T型槽與機座相連。

優選地，該轉子碰摩試驗臺還包括移動機構底座，該移動機構底座固定在機座上，施力機構底座通過移動機構導軌副設置在移動機構底座上，在移動機構底座與機座之間設有使施力輪的圓心與轉盤的圓心保持在同一水平面的調節機構。

優選地，所述的調節機構由墊板和調節螺栓組成。