[发明专利]一种轴承-转子系统加载测试装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及旋转机械的加载测试装置，特别是一种轴承-转子系统加载测试装置及其方法。

背景技术

转子-轴承系统是旋转机械的核心部件，其动、静态负荷下系统的承载能力、稳定性、刚性等性能直接影响系统的安全运转，否则将引起系统超载、剧烈振动等现象，严重将导致重大事故的发生。对转子-轴承系统进行动、静态加载测试与监测，可为机组安全运行和故障诊断提供指导，避免恶性事故的发生。但是，目前普遍采用的加载测试方法是在转子静态下进行接触式加载如：弹簧加载、气缸加载等，对轴承-转子系统的瞬态，尤其是启、停状态不能进行动态测试，不能满足日益发展的高速机械性能测试要求。主要体现在以下方面：

1、静态承载测试，加载困难，加载不连续。

2、无载情况下的动态研究偏离实际工况，不利于充分研究轴承-转子系统的工作特性。

3、采用传统的轮盘加载容易破坏转子的动平衡性，容易发生碰撞摩擦。同时轮盘加载，加载范围单一。

4、传统的接触式加载，存在较多不安全因素，不利于人身安全。

发明内容

为解决现有技术的上述问题，本发明要提出一种可以在高速旋转状态下实现动态加载、连续加载、安全加载的轴承-转子系统加载装置及其方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种轴承-转子系统加载测试装置，包括静压气体轴承、浮动接头、压力传感器、气缸、加载支架、方向控制阀、压力调节阀A和压力调节阀B，所述的静压气体轴承的上部与浮动接头的下部连接，所述的浮动接头的上部与压力传感器的下部连接，所述的压力传感器的上部与气缸连接；所述的气缸固定在加载支架上，所述的气缸与方向控制阀通过气管和快速接头连接；所述的方向控制阀通过压力调节阀A与进气管连接，所述的静压气体轴承通过压力调节阀B与进气管连接。

本发明所述的静压气体轴承和浮动接头通过螺纹连接，所述的浮动接头与压力传感器通过螺纹连接，所述的压力传感器与气缸之间通过螺纹连接，所述的气缸和加载支架之间通过螺栓固定。

本发明所述的静压气体轴承是部分圆弧形静压气体轴承。

一种轴承-转子系统加载测试装置的加载测试方法，包括以下步骤：

A、通过压力调节阀A将压缩气体输送到静压气体轴承上，使其与测试转子之间形成气膜；同时通过压力调节阀B将压缩气体输送到方向控制阀，通过方向控制阀使气缸的气缸杆向下伸出，使静压气体轴承接近测试转子，并在静压气体轴承和测试转子间形成气膜力；当气膜力与气缸杆加载力平衡时，气缸杆停止运动，此时气缸杆的加载力被传到测试转子上；

B、通过压力传感器测出加载力的大小。

本发明所述的压力调节阀A可调节气缸杆加载力的大小，压力调节阀B可调节测试转子与静压气体轴承间的气膜间隙。

与现有实验方法相比，本发明具有以下有益效果：

1、由于本发明使静压气体轴承和测试转子之间形成气膜，实现了非接触加载，可以在转子静态或高速运转时对其加载，加载安全，加载力的大小调节方便。

2、由于本发明在加载过程中，采用非接触的加载方法，因此加载时不会影响转子的动平衡特性，可以在静态、高速、超高速下进行加载。

3、由于本发明采用气缸加载，通过调节气缸的供气压力可以针对不同偏心率状态下轴承-转子系统的特性进行实验研究，实现高速下无级调节加载力的大小的目的。

4、由于本发明采用气缸加载，气体的可压缩性，为气缸杆及加载轴承的运动提供了一定空间，因此转子跳动时，加载轴承也会相对运动，使测试过程更接近实际工况。

5、由于本发明采用浮动接头连接，浮动接头具有一定角度的偏摆范围，因此当转子发生振动时，受气膜匀化效应的影响，静压气体轴承也会随着转子偏摆，而不会与转子发生碰撞，保证实验系统和实验人员的安全。

6、由于本发明加有压力传感器，因而可以测试出静态、旋转两种状态下轴承-转子系统的承载特性，为合理设计优化系统提供了可靠实验依据。

附图说明

本发明仅有附图1张，其中：

图1是轴承-转子系统气辅加载装置示意图。

图中：1、测试转子，2、加载支架，3、静压气体轴承，4、浮动接头，5、压力传感器，6、气缸，7、方向控制阀，8、压力调节阀A，9、压力调节阀B。

具体实施方式