[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

说明书

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，属于航空发动机弹性支承转子系统弹性环刚度测量领域。该试验台主要由电气驱动及控制系统、不平衡激励转子系统、弹性环支承系统、测试传感系统和底座组成。本试验台在以往的普通试验台基础上添加了弹性环组件，并通过添加不平衡量测量弹性环附近轴段的水平及竖直方向位移进而得到轴段的轴心轨迹，通过轴心轨迹可间接的得到弹性环的变形量，再通过计算所加不平衡质量所产生的圆周力即可得到弹性环的刚度值。本发明通过改变内外衬套的尺寸，可以对不同型号的弹性环进行刚度测量，并且可以施加不同位置、不同质量的不平衡激励，进而更加保证了试验的准确性，使分析和测量更加的全面。

技术领域

本发明属于航空发动机弹性支承转子系统弹性环刚度测量领域，涉及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，即通过施加不平衡激励并测量弹性环附近轴段的轴心轨迹来间接对弹性支承中的弹性环刚度进行计算。

背景技术

航空发动机、汽轮机、压缩机、风机、水泵等旋转机械，在国防、能源、电力、交通和化工等领域中得到广泛应用并发挥着重要的作用。转子系统是旋转机械的重要组成部分，转子系统的动力学特性决定着旋转机械的工作性能和结构安全。以航空发动机为代表的复杂而重要的旋转机械装备，有许多因素特别是多种故障因素都会造成其剧烈振动，而与振动直接相关的是转子系统支承结构的刚度，因此对转子系统支承结构中的支承组件刚度的测量是重要的也是必要的。

目前，对于转子系统人们越来越多的采用柔性支撑来调节临界转速、减小结构振动。弹性环式减振结构是一种重要的柔性支撑，具有结构简单、占用空间小、可靠性高、成本低等特点，能够减小转子共振时的振幅，使得转子顺利通过临界转速，在转子柔性支撑结构中得到了广泛的应用。

因此，针对航空发动机弹性支承转子系统振动理论与试验研究具有重要意义。为实现以上目标，需要一种对弹性支承组件中的弹性环刚度进行测量的试验台。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供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。在结构方面，本发明是航空发动机弹性支承转子系统中的盘轴联接结构的一种简化模型，转子两端可装配不同类型的轴承及不同尺寸的弹性环支承组件。盘轴联接结构通过止口辅助完成转子对中，减少不对中对系统测试的影响。弹性支承转子系统不平衡激励试验台主要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。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种弹性支承转子系统不平衡激励试验台，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，认为该轴心轨迹为被测弹性环支承组件8的径向变形。