[發(fā)明專利]一種可調(diào)變結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡在線測(cè)試系統(tǒng)及測(cè)試方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810576927.8
• 申請(qǐng)日: 2018-05-31
• 公開（公告）號(hào): CN108627301A
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周逸夫;羅忠;邊子方;魏彥輝;王菲;李玉奇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M1/16
• 分類號(hào): G01M1/16
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 陳玲玉;梅洪玉

1.一種可調(diào)變結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡在線測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，包括電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、摩擦帶傳動(dòng)系統(tǒng)，轉(zhuǎn)子支承系統(tǒng)和測(cè)試傳感系統(tǒng)；

所述的轉(zhuǎn)子支承系統(tǒng)固定在底臺(tái)(1)上，電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和摩擦帶傳動(dòng)系統(tǒng)固定在轉(zhuǎn)子支承系統(tǒng)上，電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通過摩擦帶傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)被平衡轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)；測(cè)試傳感系統(tǒng)固定在底臺(tái)(1)上，監(jiān)測(cè)被平衡轉(zhuǎn)子的信息數(shù)據(jù)；

轉(zhuǎn)子支承系統(tǒng)包含對(duì)稱的兩部分，兩部分平行且垂直固定在底臺(tái)(1)上方，被平衡轉(zhuǎn)子置于轉(zhuǎn)子支承系統(tǒng)的兩部分之間；

所述摩擦帶傳動(dòng)系統(tǒng)B包括摩擦帶(11)、驅(qū)動(dòng)從動(dòng)輪A(18)和驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪(21)；變頻電機(jī)(9)輸出端固定驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪(21)，變頻電機(jī)(9)固定在驅(qū)動(dòng)立板(8)上，驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪(21)穿過驅(qū)動(dòng)立板(8)內(nèi)側(cè)上，驅(qū)動(dòng)從動(dòng)輪A(18)和驅(qū)動(dòng)從動(dòng)輪B(23)固定在驅(qū)動(dòng)立板(8)的內(nèi)側(cè)導(dǎo)軌上；驅(qū)動(dòng)從動(dòng)輪C(24)固定在驅(qū)動(dòng)立板(8)內(nèi)側(cè)一端，對(duì)應(yīng)位置固定有張緊調(diào)整塊(12)，驅(qū)動(dòng)從動(dòng)輪C(24)與張緊調(diào)整塊(12)穿過驅(qū)動(dòng)立板(8)連接；摩擦帶(11)依次繞過驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪(21)、驅(qū)動(dòng)從動(dòng)輪A(18)、被平衡轉(zhuǎn)子、驅(qū)動(dòng)從動(dòng)輪B(23)和驅(qū)動(dòng)從動(dòng)輪C(24)，摩擦帶(11)處于張緊狀態(tài)；變頻電機(jī)(9)的輸出扭矩由摩擦帶(11)通過驅(qū)動(dòng)從動(dòng)輪A(18)、驅(qū)動(dòng)從動(dòng)輪B(23)和驅(qū)動(dòng)從動(dòng)輪C(24)傳遞給被平衡轉(zhuǎn)子。

2.如權(quán)利要求1所述的在線測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子支承系統(tǒng)包括對(duì)稱的兩部分，每部分包括連接底座一(2)、支承擺架(3)、上連接架(4)、垂直調(diào)整立板(5)、垂直調(diào)整橫板(6)和支承輪(14)；所述底臺(tái)(1)的兩個(gè)對(duì)稱導(dǎo)軌平放于地面；支承擺架(3)通過連接底座一(2)固定在底臺(tái)(1)上方，連接底座一(2)的水平位置可調(diào)；兩個(gè)垂直調(diào)整立板(5)平行地通過支承擺架(3)固定在連接底座一(2)上，上連接架(4)和垂直調(diào)整橫板(6)的兩端分別由下到上依次水平固定在兩根垂直調(diào)整立板(5)上，兩個(gè)支承輪(14)等高固定在垂直調(diào)整橫板(6)上，支承輪(14)的高度可調(diào)。

3.如權(quán)利要求1或2所述的在線測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述的測(cè)試傳感系統(tǒng)用于采集振動(dòng)信號(hào)，包括采集卡、電渦流位移傳感器和傳感器支座；采集卡與電渦流傳感器連接，采集卡采集電渦流位移傳感器測(cè)試被平衡轉(zhuǎn)子的信號(hào)；電渦流傳感器通過傳感器支架固定在底臺(tái)(1)上。

4.如權(quán)利要求1或2所述的在線測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)立板(8)、變頻電機(jī)(9)與變頻器(10)；驅(qū)動(dòng)立板(8)置于兩個(gè)轉(zhuǎn)子支承系統(tǒng)之間，驅(qū)動(dòng)立板(8)通過連接底座二(7)固定在底臺(tái)(1)上，且垂直于底臺(tái)(1)；驅(qū)動(dòng)立板(8)上固定有導(dǎo)軌；變頻電機(jī)(9)與變頻器(10)固定在驅(qū)動(dòng)立板(8)上；變頻器(10)與變頻電機(jī)(9)相連，調(diào)節(jié)變頻電機(jī)(9)轉(zhuǎn)速。

5.如權(quán)利要求3所述的在線測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)立板(8)、變頻電機(jī)(9)與變頻器(10)；驅(qū)動(dòng)立板(8)置于兩個(gè)轉(zhuǎn)子支承系統(tǒng)之間，驅(qū)動(dòng)立板(8)通過連接底座二(7)固定在底臺(tái)(1)上，且垂直于底臺(tái)(1)；驅(qū)動(dòng)立板(8)上固定有導(dǎo)軌；變頻電機(jī)(9)與變頻器(10)固定在驅(qū)動(dòng)立板(8)上；變頻器(10)與變頻電機(jī)(9)相連，調(diào)節(jié)變頻電機(jī)(9)轉(zhuǎn)速。

6.如權(quán)利要求1、2或5所述的在線測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述上連接架(4)通過圓柱銷固定在垂直調(diào)整立板(5)上，支承擺架(3)內(nèi)部鏤空減輕轉(zhuǎn)子支承系統(tǒng)的重量；所述底臺(tái)(1)設(shè)有孔位；所述底臺(tái)(1)上設(shè)有T型槽。

7.如權(quán)利要求3所述的在線測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述上連接架(4)通過圓柱銷固定在垂直調(diào)整立板(5)上，支承擺架(3)內(nèi)部鏤空減輕轉(zhuǎn)子支承系統(tǒng)的重量；所述底臺(tái)(1)設(shè)有孔位；所述底臺(tái)(1)上設(shè)有T型槽。

8.如權(quán)利要求4所述的在線測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述上連接架(4)通過圓柱銷固定在垂直調(diào)整立板(5)上，支承擺架(3)內(nèi)部鏤空減輕轉(zhuǎn)子支承系統(tǒng)的重量；所述底臺(tái)(1)設(shè)有孔位；所述底臺(tái)(1)上設(shè)有T型槽。

9.權(quán)利要求1～8任一所述在線測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：將被平衡轉(zhuǎn)子兩端放置于轉(zhuǎn)子支承系統(tǒng)上，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子支承系統(tǒng)使被平衡轉(zhuǎn)子穩(wěn)定；

步驟二：?jiǎn)⒂醚b置，完成裝置自檢；

步驟三：調(diào)節(jié)變頻器將被平衡轉(zhuǎn)子升速到平衡轉(zhuǎn)速V；選取被平衡轉(zhuǎn)子的采集測(cè)點(diǎn)A和測(cè)點(diǎn)B，系統(tǒng)采集未加試重的測(cè)點(diǎn)A的振動(dòng)信號(hào)和測(cè)點(diǎn)B的振動(dòng)信號(hào)根據(jù)振動(dòng)信號(hào)和測(cè)點(diǎn)B的振動(dòng)信號(hào)得到加試重的加重半徑r₁和相位角度θ₁；

步驟四：在被平衡轉(zhuǎn)子的平衡平面1內(nèi)增加試重Q₁；

增加的試重Q₁具有大小和方位，記為矢量

其中：加重半徑r₁；相位角度θ₁；i是虛數(shù)；e是自然對(duì)數(shù)；

調(diào)節(jié)變頻器在平衡轉(zhuǎn)速V下，得到測(cè)點(diǎn)A和測(cè)點(diǎn)B的振動(dòng)信號(hào)和根據(jù)振動(dòng)信號(hào)和測(cè)點(diǎn)B的振動(dòng)信號(hào)得到加試重的加重半徑r₂和相位角度θ₂；

步驟五：計(jì)算影響系數(shù)和

其中：和分別表示被平衡轉(zhuǎn)子的平衡平面1增加試重后，測(cè)點(diǎn)A和測(cè)點(diǎn)B的振動(dòng)變化量，為效果矢量；

步驟六：將被平衡轉(zhuǎn)子的試重去掉，在被平衡轉(zhuǎn)子的平衡平面2上增加試重加重半徑為r₂，相位角度為θ₂，調(diào)節(jié)變頻器在平衡轉(zhuǎn)速V下，得到測(cè)點(diǎn)A和測(cè)點(diǎn)B的振動(dòng)信號(hào)和

增加的試重Q₂具有大小和方位，記為矢量

其中：加重半徑r₂；相位角度θ₂；i是虛數(shù)；e是自然對(duì)數(shù)；

步驟七：計(jì)算測(cè)點(diǎn)A的影響系數(shù)和測(cè)點(diǎn)B影響系數(shù)

其中：和分別表示被平衡轉(zhuǎn)子的平衡平面2增加試重后，測(cè)點(diǎn)A和測(cè)點(diǎn)B的振動(dòng)變化量，為效果矢量；

步驟八：計(jì)算測(cè)點(diǎn)A和測(cè)點(diǎn)B的校正質(zhì)量P₁和P₂；

步驟九：將被平衡轉(zhuǎn)子的試重去掉，平衡平面1和平衡平面2分別在加重半徑r₁、r₂和校正相位θ₁、θ₂處增加校正質(zhì)量P₁和P₂。