[發(fā)明專(zhuān)利]一種高速動(dòng)平衡機(jī)支承擺架

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110313162.0
• 申請(qǐng)日: 2021-03-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112834114A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盛德恩;趙夢(mèng)夢(mèng);孟慶慈;馬建軍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 衡超裝試（北京）科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01M1/04
• 分類(lèi)號(hào): G01M1/04;G01M1/16
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明提供了一種高速動(dòng)平衡機(jī)支承擺架，其組成主要包括擺架體、整體式剛度架、內(nèi)外扇形板、側(cè)蓋板、擺架上蓋、附加剛度裝置、阻尼器、振動(dòng)傳感器等部件。其核心是采用了整體式剛度架，它由軸承座下瓦座、支承桿簧和剛度架底托組成。軸承孔與剛度架底托外圓同軸加工，剛度架底托外圓與擺架體柱面配合，提高了兩擺架間的同心度。本發(fā)明的高速動(dòng)平衡機(jī)支承擺架，減小了參振質(zhì)量，擴(kuò)展了工作轉(zhuǎn)速范圍，避免了承載結(jié)構(gòu)件的強(qiáng)度薄弱點(diǎn)，大大提高了動(dòng)載荷承載能力，顯著降低了制造成本，改善了信號(hào)測(cè)試質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)子高速動(dòng)平衡及超速試驗(yàn)領(lǐng)域，具體而言，是一種高速動(dòng)平衡機(jī)支承擺架，該支承擺架是高速動(dòng)平衡機(jī)最核心的部件，用于通過(guò)滑動(dòng)軸承支承被平衡轉(zhuǎn)子，測(cè)取與轉(zhuǎn)子不平衡量相對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)振動(dòng)信號(hào)。其主要技術(shù)要求為，盡量保持轉(zhuǎn)子在其工作狀態(tài)下所呈現(xiàn)的動(dòng)態(tài)特性，具有足夠的機(jī)械振動(dòng)靈敏度，對(duì)各類(lèi)轉(zhuǎn)子的廣泛適用性。支承擺架設(shè)計(jì)的優(yōu)劣直接影響高速動(dòng)平衡機(jī)的性能與壽命、測(cè)量的準(zhǔn)確性和平衡效率。

背景技術(shù)

用于撓性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡與超速試驗(yàn)的設(shè)備稱(chēng)為高速動(dòng)平衡機(jī)，其中用于支承撓性轉(zhuǎn)子的擺架是高速動(dòng)平衡機(jī)最關(guān)鍵最核心的部件。針對(duì)撓性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡這種特殊的平衡任務(wù)，擺架的設(shè)計(jì)應(yīng)具備以下技術(shù)特征。

1）硬支承要求。有兩個(gè)方面的含義：一方面具有在硬支承條件下，被測(cè)轉(zhuǎn)子在平衡機(jī)上的振型能與工作狀態(tài)下的振型保持一致，這樣才能進(jìn)行正確的平衡測(cè)量與校正；另一方面則要求支承擺架系統(tǒng)的一階固有頻率必須高于被測(cè)轉(zhuǎn)子的最高工作轉(zhuǎn)速，這樣才能保證在整個(gè)測(cè)量轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)遇到的臨界轉(zhuǎn)速振動(dòng)峰值都是源于被測(cè)轉(zhuǎn)子的，而不是設(shè)備的。

2）支承擺架徑向各向等剛度要求。即支承擺架在垂直方向及水平方向的剛度接近相等，這樣被測(cè)轉(zhuǎn)子的每一階臨界轉(zhuǎn)速振動(dòng)在升降速過(guò)程中都只有一個(gè)峰值，而不會(huì)因?yàn)椴坏葎偠榷至褳閮蓚€(gè)，從而影響測(cè)量。

3）球面彈性支承要求。高速動(dòng)平衡機(jī)是針對(duì)滑動(dòng)軸承支承轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)的，由于軸承具有一定的軸向長(zhǎng)度，為了降低由此產(chǎn)生的附加偶不平衡影響，并能追隨轉(zhuǎn)子撓曲變形，減小軸承邊緣壓力，則要求支承擺架軸承座繞垂直軸及水平軸的扭轉(zhuǎn)剛度要低，使軸承座具有類(lèi)似球面支承的彈性變形能力。

4）較高的同心度要求。由于支承擺架間的實(shí)際距離取決于實(shí)際被測(cè)轉(zhuǎn)子兩軸承間的距離，針對(duì)不同長(zhǎng)度的被測(cè)轉(zhuǎn)子變化范圍較大；又由于同一臺(tái)高速平衡機(jī)往往需要配幾副不同規(guī)格的支承擺架，因此支承擺架間的同心度要求很高，這樣才能保證各副支承擺架之間及同一對(duì)支承擺架針對(duì)不同長(zhǎng)度的被測(cè)轉(zhuǎn)子，都能工作在較好的對(duì)中狀態(tài)。

5）承受較高動(dòng)載荷的能力。由于在測(cè)量過(guò)程中，被測(cè)轉(zhuǎn)子是要過(guò)臨界轉(zhuǎn)速的，被測(cè)轉(zhuǎn)子在高轉(zhuǎn)速下容易產(chǎn)生零件移位或彈塑性變形，這都會(huì)產(chǎn)生巨大的離心動(dòng)載荷，這種動(dòng)載荷可能是靜載荷的數(shù)倍。對(duì)支承擺架而言，除附加剛度裝置作為有效的安全措施外，其基本結(jié)構(gòu)也應(yīng)具備較高的動(dòng)載荷承載能力，這樣才能保證測(cè)量的正常進(jìn)行。

當(dāng)前市場(chǎng)上見(jiàn)到的高速動(dòng)平衡機(jī)支承擺架，以德國(guó)某公司進(jìn)口的最具代表性，經(jīng)過(guò)數(shù)十年的使用實(shí)踐，證明了該支承擺架能較好地滿足撓性轉(zhuǎn)子高速動(dòng)平衡的測(cè)量要求，主要原因是上述前三條技術(shù)要求得到了較好的滿足，但該產(chǎn)品設(shè)計(jì)也存在一些缺憾和值得改進(jìn)的地方，主要有以下幾個(gè)方面。

1）支承擺架的同心度較差。既包括同一對(duì)支承擺架之間的同心度較差，也包括安裝在同一床身上的不同規(guī)格支承擺架之間的同心度較差。其主要原因是每只支承擺架的軸承座孔心的位置是由裝配工藝實(shí)現(xiàn)的，而不是靠加工工藝實(shí)現(xiàn)的，并且裝配工藝只能控制孔心位置的垂直方向誤差，不能控制其水平方向上的誤差，由于其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的局限，不能同時(shí)做到兩方向上的誤差控制。

2）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與裝配工藝過(guò)于復(fù)雜，零部件制造成本高，組裝工作量大。

3）由于其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)，關(guān)鍵承載零件上有螺紋、退刀槽等薄弱部位，支承擺架的載荷承載能力大大降低，需配備動(dòng)載荷監(jiān)測(cè)等安全設(shè)備，有時(shí)仍難以避免過(guò)早的疲勞失效問(wèn)題。