[發(fā)明專利]一種支承剛度非對稱程度可調(diào)的立式轉(zhuǎn)子試驗(yàn)器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110331070.5
• 申請日: 2021-03-26
• 公開（公告）號: CN113092088B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張大義;曾振坤;李繼世;楊誠
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 安麗;鄧治平

本發(fā)明公開了一種支承剛度非對稱程度可調(diào)的立式轉(zhuǎn)子試驗(yàn)器，包括由工字支承、軸承座、軸承端蓋和調(diào)整墊片組成的彈性支承結(jié)構(gòu)，其產(chǎn)生轉(zhuǎn)子支承剛度非對稱效果，支承剛度剛度量級小且非對稱程度可調(diào)；由角鋼、連接塊、電機(jī)支板和轉(zhuǎn)子支板組成的支承框架結(jié)構(gòu)，用于安裝彈性支承結(jié)構(gòu)并將試驗(yàn)器整體安裝于裝配平臺上；立式的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，經(jīng)軸承安裝在彈性支承結(jié)構(gòu)中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于轉(zhuǎn)子系統(tǒng)試驗(yàn)領(lǐng)域，具體涉及一種支承剛度非對稱程度可調(diào)的立式轉(zhuǎn)子試驗(yàn)器。

背景技術(shù)

支承剛度非對稱轉(zhuǎn)子在工業(yè)實(shí)際中大量存在，如航空發(fā)動機(jī)、地面燃機(jī)和支承故障轉(zhuǎn)子等。支承剛度非對稱會使轉(zhuǎn)子系統(tǒng)臨界轉(zhuǎn)速增多，危險(xiǎn)轉(zhuǎn)速范圍增大，甚至出現(xiàn)反進(jìn)動渦動狀態(tài)，威脅轉(zhuǎn)子安全運(yùn)行。為避免支承剛度非對稱對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)產(chǎn)生破壞，并對轉(zhuǎn)子動力學(xué)設(shè)計(jì)提供理論指導(dǎo)，需要開展支承剛度非對稱轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動特性研究。現(xiàn)有支承剛度非對稱轉(zhuǎn)子試驗(yàn)系統(tǒng)，如授權(quán)公告號為CN 107132048 B和CN 107314893 B所公布的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，通常是臥式轉(zhuǎn)子。此類臥式轉(zhuǎn)子有三大缺點(diǎn)，一是難以避免重力對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的二倍頻激勵效果，會出現(xiàn)“重力臨界”現(xiàn)象；二是由于需要支撐轉(zhuǎn)子重量，此類彈性支承的剛度量級較大，進(jìn)而轉(zhuǎn)子各階模態(tài)頻率和臨界轉(zhuǎn)速較高，難以試驗(yàn)觀測到更豐富的轉(zhuǎn)子模態(tài)特性；三是難以實(shí)現(xiàn)支承剛度對稱到非對稱以及不同非對稱程度的轉(zhuǎn)變，進(jìn)而難以探究支承剛度從對稱到非對稱轉(zhuǎn)變時(shí)轉(zhuǎn)子振動特性的變化規(guī)律。此外，現(xiàn)有立式轉(zhuǎn)子試驗(yàn)系統(tǒng)，如CN202210027 U和CN 204389152 U，其支承框架結(jié)構(gòu)有鮮明的非對稱特點(diǎn)，即此類支承框架結(jié)構(gòu)對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的附加支承剛度是非對稱的，且非對稱程度難以估量，對探究支承剛度的影響規(guī)律不利。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問題：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種支承剛度非對稱程度可調(diào)的立式轉(zhuǎn)子試驗(yàn)器，克服常規(guī)臥式轉(zhuǎn)子試驗(yàn)器難以避免重力對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的二倍頻激勵和支承剛度過大，不能實(shí)現(xiàn)支承剛度對稱到非對稱以及不同非對稱程度的轉(zhuǎn)變等缺陷，并避免現(xiàn)有立式轉(zhuǎn)子試驗(yàn)器支承框架附加支承剛度不對稱的缺點(diǎn)。

本發(fā)明采取的方案如下：

一種支承剛度非對稱程度可調(diào)的立式轉(zhuǎn)子試驗(yàn)器，包括彈性支承結(jié)構(gòu)、支承框架結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。彈性支承結(jié)構(gòu)產(chǎn)生支承剛度非對稱效果，且非對稱程度可調(diào)，支承框架結(jié)構(gòu)用于安裝彈性支承結(jié)構(gòu)并將試驗(yàn)器整體固定于裝配平臺上，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)經(jīng)軸承豎直安裝于彈性支承結(jié)構(gòu)中。

上述立式轉(zhuǎn)子試驗(yàn)器，所述彈性支承結(jié)構(gòu)包括工字支承、軸承、軸承座、軸承端蓋和調(diào)整墊片，軸承和調(diào)整墊片置于軸承座中，四個(gè)工字支承呈方形布置并和軸承端蓋一同由螺栓連接到軸承座上，通過更換不同截面尺寸的工字支承可以實(shí)現(xiàn)支承剛度對稱轉(zhuǎn)換到非對稱及不同非對稱程度的目的。

上述立式轉(zhuǎn)子試驗(yàn)器，所述支承框架結(jié)構(gòu)包括短角鋼、長角鋼、支承板和連接塊。四根短角鋼水平排列成方形，于兩端兩兩螺紋連接，并于底面由安裝螺栓固定到裝配平臺上；四根長角鋼豎直布置，于底端分別螺紋連接到四根短角鋼的螺紋孔上。

上述立式轉(zhuǎn)子試驗(yàn)器，所述長角鋼的每個(gè)側(cè)面開有三個(gè)豎直直槽，以安裝連接塊，進(jìn)而安裝支承板。上面兩個(gè)支承板是轉(zhuǎn)子支板，在兩板的上、下方分別安裝一個(gè)彈性支承結(jié)構(gòu)，且在板中部打圓孔以穿過轉(zhuǎn)軸。最下面的支承板是電機(jī)支板，在板的下方安裝電機(jī)。電機(jī)與轉(zhuǎn)軸由柔性聯(lián)軸器連接。擰松連接塊上的螺釘后可在直槽范圍內(nèi)調(diào)整支承板高度。

上述立式轉(zhuǎn)子試驗(yàn)器，所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)包括轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤上加工凸臺并打螺紋孔以利用緊定螺釘與轉(zhuǎn)軸相連，轉(zhuǎn)盤邊緣處加工均布通孔以便施加不平衡量。

采用以上技術(shù)方案后，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)本發(fā)明的一種支承剛度非對稱程度可調(diào)的立式轉(zhuǎn)子試驗(yàn)器，采用立式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式，重力對立式轉(zhuǎn)子的作用沿周向各向同性，能避免重力對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生二倍頻激勵，試驗(yàn)中不會出現(xiàn)常規(guī)臥式轉(zhuǎn)子試驗(yàn)器的“重力臨界”現(xiàn)象。