[发明专利]一种弹性支承转子系统不平衡激励试验台及其弹性环刚度的测量方法

权利要求书

1.一种弹性支承转子系统不平衡激励试验台，其特征在于，主要由电气驱动及控制系统(A)、不平衡激励转子系统(B)、测试传感系统、弹性环支承系统(C)和底座(10)组成；

所述的底座(10)上固定电机支座(3)和轴承座底座(9)；

所述的弹性环支承系统(C)包括轴承座(5)、弹性环支承组件(8)和轴承座底座(9)，轴承座(5)固定于轴承座底座(9)上端，轴承座(5)上开设圆孔，圆孔中设置弹性环支承组件(8)；弹性环支承组件(8)是由内衬套、弹性环、外衬套套设而成的，其中外衬套与圆孔相接触；

所述的不平衡激励转子系统(B)包括不平衡激励盘(6)和转轴(7)；转轴(7)穿过不平衡激励盘(6)，两端分别穿过弹性环支承组件(8)；

所述的测试传感系统主要由电涡流位移传感器及测试设备组成；电涡流位移传感器安装在弹性环支承组件(8)附近的轴段处，水平和竖直方向各安装一个，通过电涡流位移传感器测得在不平衡激励下轴段在水平和竖直方向上的位移情况，测得的数据由配套的显示控制仪显示出来，并由信号采集卡和信号读取和存储系统记录下来，通过测得的水平及竖直方向的位移数据得到弹性环支承组件(8)附近轴段处的轴心轨迹，认为该轴心轨迹为弹性环支承组件(8)的径向变形；

所述的电气驱动及控制系统(A)主要由电气控制箱(1)和转子变频电机(2)组成；所述的电气控制箱(1)即电机控制系统，与转子变频电机(2)相连，电机控制系统包括控制面板、变频器、接触器和断路器，变频器用于调节转子变频电机(2)的转速，接触器和断路器用于控制转子变频电机(2)的开启与关闭；所述的转子变频电机(2)固定在电机支座(3)上，转子变频电机(2)通过联轴器(4)与转轴(7)相连，用于传递扭矩。

2.采用权利要求1所述的一种弹性支承转子系统不平衡激励试验台的弹性环刚度的测量方法，其特征在于，用于测量弹性支承转子系统中弹性环组件的刚度，所述的弹性环组件包括轴承、内衬套、弹性环、外衬套，测量方法具体如下：

采用不平衡质量激振来施加与转速同步的旋转径向载荷，通过在实验台转子系统附加不平衡质量，即在靠近弹性环组件的一侧安装激振盘，在激振盘上添加构成偏心质量的螺钉，进而能够实现对弹性环组件的同步激励；在弹性环组件一侧的轴上固定两个互相垂直的电涡流位移传感器，测试该轴段的轴心轨迹，近似认为该轴心轨迹为被测弹性环组件的径向变形；

在一个工况下，设弹性环组件的轴心轨迹中径向位移δ的平均值是弹性环组件径向变形；由偏心质量产生的同步旋转径向力为：

Q＝m_aeω² (1)

式中m_a为附加不平衡质量，e为附加不平衡质量的质心偏心距，ω为转轴的旋转角速度；对所得数据需进行必要的换算：

其中，L₁为轴承到偏心质量的距离，L₂为偏心质量到被测弹性环组件的距离；L₁相应不同转速下被测弹性环组件的径向刚度为：

弹性环组件要想得到弹性环的径向刚度，需要排除轴承引起径向变形的影响；因此转子系统不加弹性环结构，相同工况下进行试验，测得此时轴心轨迹δ₁，设此变形是轴承刚度引起的变形，由于弹性环径向刚度引起的变形为：

δ₀＝δ-δ₁

(4)

弹性环径向静刚度表达式为：

轴承加上弹性环组件的轴心轨迹与只有轴承不加弹性环组件的轴心轨迹做差即为弹性换刚度所引起的变形。