[发明专利]一种模块化发动机转子不平衡振动综合试验台

权利要求书

1.一种模块化发动机转子不平衡振动综合试验台，其特征在于，包括试验台基座、发动机模块、扭矩转速传感器、第一传动轴、齿轮减速箱模块、第二传动轴和负载模块；试验台基座上设有安装部；发动机模块、扭矩转速传感器、第一传动轴、第二传动轴以及负载模块均以能拆卸的方式安装于试验台基座的安装部上，并且发动机模块、第一传动轴、扭矩转速传感器、第二传动轴以及负载模块依序传动连接；第一传动轴上设有转子圆盘；第二传动轴上同时设有两个及以上的转子圆盘，所有的转子圆盘均能加装不同的质量块；齿轮减速箱模块能直接连接于发动机模块，或者设于发电机模块与第一传动轴之间，或是设于第一传动轴与扭矩转速传感器之间，或是设于扭矩传感器与第二传动轴之间，或是设于第二传动轴与负载模块之间；

第一传动轴与第二传动轴的最小直径d计算公式均为:

其中，P为第一传动轴或第二传动轴所传递的功率，单位kw；n为第一传动轴或第二传动轴的额定转速，单位r/min；C为与材料有关的系数，查阅机械手册能得；试验台基座上设有两排以及上个的平行设置的T型凹槽，T型凹槽的横截面为T型，试验台基座上还设有若干个第一限位槽，T型凹槽中设有若干个埋头螺栓，埋头螺栓能沿T型凹槽的长度方向滑动；发动机模块与负载模块分别在埋头螺栓与第一限位槽共同作用下安装于试验台基座上；还包括若干个金属平板；金属平板上设有两个及以上的螺栓孔，还设有两个及以上的第二限位槽；金属平板与试验台基座通过埋头螺栓与螺栓孔的配合实现初步固定，通过销钉、第一限位槽与第二限位槽的共同作用实现精确固定；发动机模块通过减振器安装于一个金属平板上；负载模块通过橡胶垫片安装于另一个金属平板上。

2.根据权利要求1所述的一种模块化发动机转子不平衡振动综合试验台，其特征在于，发动机模块通过第一弹性联轴器连接于第一传动轴；第一传动轴通过凸缘联轴器连接于第二传动轴，扭矩转速传感器设于凸缘联轴器中间；第二传动轴通过第二弹性联轴器连接于负载模块。

3.根据权利要求1所述的一种模块化发动机转子不平衡振动综合试验台，其特征在于，负载模块采用的是摩擦盘与电动机。

4.根据权利要求1所述的一种模块化发动机转子不平衡振动综合试验台，其特征在于，负载模块采用的是电力测功机。

5.根据权利要求1所述的一种模块化发动机转子不平衡振动综合试验台，其特征在于，还包括声学传感器，声学传感器设于发动机模块上，用于监测发动机模块的噪音；包括速度传感器，速度传感器设于发动机模块的输出端，用于检测发动机模块振动速度；包括加速传感器设于发动机模块上，用于检测发动机模块振动加速度。

6.根据权利要求1所述的一种模块化发动机转子不平衡振动综合试验台，其特征在于，第一传动轴的两端设有带有第一支架的第一轴承、第二传动轴的两端均设有带第二支架的第二轴承；第一传动轴通过第一支架安装于试验台基座上、第二传动轴均通过第二支架安装于试验台基座上；扭矩转速传感器通过第三支架安装于试验台基座上。

7.根据权利要求1-6任一所述的一种模块化发动机转子不平衡振动综合试验台，其特征在于，

发动机模块正转下的工作方法包括如下步骤：

步骤一、启动发动机模块，发动机模块将动力传送至第一传动轴，由于第一传动轴上设有转子圆盘，转子圆盘上带有质量块，转子圆盘出现转动的不平衡；同时，设于发动机模块上的声学传感器与速度传感器同步检测并采集所需数据；

步骤二、第一传动轴通过凸缘联轴器将运动传递于扭矩转速传感器，扭矩转速传感器获取转速与扭矩；

步骤三、运动传递至第二传动轴时，第二传动轴上的转子圆盘均出现转动不平衡；

步骤四、当在第二传动轴与负载模块间设置减速齿轮箱模块时，运动通过齿轮箱后，转速和扭矩再次发生变化，运动到达负载模块，功率被消耗；当未选用减速齿轮箱模块时，运动到达负载模块，功率被消耗；

倒拖发动机模块下的工作方法，包括如下步骤：

步骤一、负载模块工作，动力通过第二传动轴传递；

步骤二、当选用齿轮箱模块时，齿轮箱模块改变扭矩与转速，然后扭矩转速传感器获取转速与扭矩信息；当未选用齿轮箱模块时，扭矩转速传感器直接读取转速与扭矩信息；

步骤三、运动经过第一传动轴并传递至发动机模块，功率被消耗；同时设于发动机模块上的声学传感器以及速度传感器同步获取发动机模块工作的噪声以及振动信号；实验过程中的功率损耗，包括设于第一传动轴的两端的第一轴承的摩擦损耗、以及第二传动轴两端的第二轴承的摩擦损耗：所有轴承的摩擦损失功率均可采用如下方式计算；

轴承摩擦损耗公式如下：

其中，J为轴系转动惯量，ω为转子转动角速度，为转子转动角加减速；轴系转动惯量J可通过实验测定，计算公式如下

式中MP为动力矩，Mr为阻力矩，能通过实验测量获得。