專(zhuān)利名稱(chēng)：一種內(nèi)外轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動(dòng)試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種內(nèi)外轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動(dòng)試驗(yàn)裝置。
技術(shù)背景現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)采用內(nèi)外布置的多轉(zhuǎn)子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式，其中大多數(shù)是內(nèi)外雙轉(zhuǎn)子 結(jié)構(gòu)。與普通的單轉(zhuǎn)子、多跨轉(zhuǎn)子(串聯(lián)式、平行式)相比，這種內(nèi)外雙轉(zhuǎn)子的布置形式，離 心力效應(yīng)在應(yīng)力剛化和旋轉(zhuǎn)軟化方面更為明顯，振動(dòng)行為更為復(fù)雜。鑒于航空發(fā)動(dòng)機(jī)在試車(chē)時(shí)的環(huán)境比較復(fù)雜并且費(fèi)用比較昂貴，采用模型試驗(yàn)器即 專(zhuān)用試驗(yàn)裝置，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)外轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的一些振動(dòng)故障進(jìn)行現(xiàn)象模擬或再現(xiàn)，可以大大減 少試驗(yàn)成本，并且在一定程度上還可以對(duì)其制造及修理過(guò)程起到指導(dǎo)作用。但是，目前現(xiàn)有的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動(dòng)試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)形式大多數(shù)為單轉(zhuǎn)子或多跨轉(zhuǎn)子 (串聯(lián)式和平行式)，在這樣的試驗(yàn)裝置上進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)，必然不能真實(shí)反映航空發(fā)動(dòng)機(jī)的 內(nèi)外轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的基本振動(dòng)特征。對(duì)于任何一種機(jī)械設(shè)備的振動(dòng)試驗(yàn)裝置而言，所建立的試驗(yàn)裝置必須盡量與實(shí)際 機(jī)械滿足“三相似”的原則，即結(jié)構(gòu)相似、運(yùn)動(dòng)學(xué)相似和動(dòng)力學(xué)相似。為了更好地進(jìn)行航空 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動(dòng)模擬試驗(yàn)，針對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)外轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，同樣需要設(shè) 計(jì)制造一種可以較真實(shí)地模擬其振動(dòng)特性的試驗(yàn)裝置。內(nèi)外轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動(dòng)試驗(yàn)裝置要求滿足以下幾個(gè)方面在結(jié)構(gòu)上，首先應(yīng)是內(nèi)外 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)形式要與實(shí)際機(jī)械相同，這樣就在最大程度上消除了由于結(jié)構(gòu)形式不同 而造成的試驗(yàn)問(wèn)題；在運(yùn)動(dòng)學(xué)方面，內(nèi)外轉(zhuǎn)子均模擬實(shí)際轉(zhuǎn)子做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)速方面應(yīng)達(dá) 到可以根據(jù)需要進(jìn)行控制的程度，實(shí)現(xiàn)與實(shí)際機(jī)械最大相似；在振動(dòng)與動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)方面，試 驗(yàn)裝置應(yīng)該可以改變轉(zhuǎn)子的速度、剛度，以及不同形式的聯(lián)軸器不對(duì)中來(lái)模擬發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子 系統(tǒng)的不同運(yùn)行狀態(tài)
實(shí)用新型內(nèi)容
在航空發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)外轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動(dòng)故障研究中，為了克服現(xiàn)有轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動(dòng)試驗(yàn) 裝置不能有效模擬實(shí)際轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的缺點(diǎn)，以及功能單一等方面的不足，本實(shí)用新型提供一 種可有效模擬實(shí)際轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的內(nèi)外轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動(dòng)試驗(yàn)裝置。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案，一種內(nèi)外轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動(dòng)試 驗(yàn)裝置，包括內(nèi)轉(zhuǎn)子、外轉(zhuǎn)子，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子設(shè)置在外轉(zhuǎn)子的內(nèi)部，內(nèi)轉(zhuǎn)子與外轉(zhuǎn)子通過(guò)中介 軸承相連接，所述外轉(zhuǎn)子通過(guò)支承軸承與軸承座相連接；在軸承座的內(nèi)側(cè)設(shè)置有內(nèi)軸承蓋， 在軸承座的外側(cè)設(shè)置有具有通孔和油腔的外軸承蓋，所述外轉(zhuǎn)子的端部位于油腔內(nèi)；所述 外轉(zhuǎn)子的一端具有通孔，該端的內(nèi)轉(zhuǎn)子依次通過(guò)外轉(zhuǎn)子的通孔、外軸承蓋的通孔與第二聯(lián) 軸器相連接；所述外轉(zhuǎn)子的另一端與外轉(zhuǎn)子法蘭蓋的一端相連接，外轉(zhuǎn)子法蘭蓋的另一端 通過(guò)外軸承蓋的通孔與第一聯(lián)軸器相連接；在與外轉(zhuǎn)子相連的外轉(zhuǎn)子法蘭蓋端設(shè)置有導(dǎo)油孔，所述導(dǎo)油孔的一端與油腔相連通，另一端與中介軸承相對(duì)應(yīng)；在外轉(zhuǎn)子的外部設(shè)置有軸 盤(pán)，軸盤(pán)通過(guò)彈簧軸套固定在外轉(zhuǎn)子的外圓上，在所述外轉(zhuǎn)子兩端的內(nèi)轉(zhuǎn)子與外轉(zhuǎn)子之間 設(shè)置有第一密封裝置；在所述內(nèi)轉(zhuǎn)子、外轉(zhuǎn)子或軸盤(pán)上設(shè)置有電渦流傳感器，所述電渦流傳 感器與上位機(jī)相連接。所述內(nèi)轉(zhuǎn)子采用中空結(jié)構(gòu)，在外轉(zhuǎn)子法蘭蓋端的內(nèi)轉(zhuǎn)子的中空位置處設(shè)置有第二 密封裝置。所述外轉(zhuǎn)子與外轉(zhuǎn)子法蘭蓋通過(guò)螺釘相連接。所述內(nèi)軸承蓋、外軸承蓋均通過(guò)螺釘與軸承座相連接。所述外轉(zhuǎn)子法蘭蓋端的導(dǎo)油孔設(shè)置為6個(gè)。本實(shí)用新型的有益效果(1)本實(shí)用新型的振動(dòng)試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)相似性高，避免了因結(jié)構(gòu)形式差異而造成的 試驗(yàn)無(wú)效；(2)本實(shí)用新型的振動(dòng)試驗(yàn)裝置維護(hù)方便，成本低；(3)本實(shí)用新型的軸盤(pán)與外轉(zhuǎn)子之間通過(guò)彈簧軸套連接，不使用軸肩固定，可以實(shí) 現(xiàn)軸盤(pán)在外轉(zhuǎn)子外圓上任意位置的固定，同時(shí)也方便調(diào)整軸盤(pán)的數(shù)量和種類(lèi)，以滿足不同 的試驗(yàn)要求；(4)本實(shí)用新型的內(nèi)轉(zhuǎn)子采用中空結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)上與實(shí)際航空發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的相似性 高，同時(shí)也減少了試驗(yàn)裝置的質(zhì)量，并為一些有特殊要求的試驗(yàn)(如腔體積油實(shí)驗(yàn))提供便 利；(5)本實(shí)用新型的外軸承蓋內(nèi)具有油腔，由液壓系統(tǒng)提供有壓潤(rùn)滑油，為中介軸承 和支承軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)提供潤(rùn)滑和冷卻；其中，利用外轉(zhuǎn)子法蘭蓋端的6個(gè)導(dǎo)油孔還可以滿足 對(duì)中介軸承的潤(rùn)滑要求。

圖1是本實(shí)用新型的振動(dòng)試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的A部放大示意圖；其中，1-支承軸承；2-中介軸承；3-第一聯(lián)軸器；4-彈簧軸套；5-外軸承蓋；6-軸 承座；7-內(nèi)軸承蓋；8-軸盤(pán)；10-外轉(zhuǎn)子；11-導(dǎo)油孔；12-油腔；16-內(nèi)轉(zhuǎn)子；17-外轉(zhuǎn)子法 蘭蓋；19-第二聯(lián)軸器；23-第一密封裝置；24-第二密封裝置；25-電渦流傳感器；26-上位 機(jī)。
具體實(shí)施方式
如圖1、圖2所示，一種內(nèi)外轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動(dòng)試驗(yàn)裝置，包括內(nèi)轉(zhuǎn)子16、外轉(zhuǎn)子10， 所述內(nèi)轉(zhuǎn)子16設(shè)置在外轉(zhuǎn)子10的內(nèi)部，內(nèi)轉(zhuǎn)子16與外轉(zhuǎn)子10通過(guò)中介軸承2相連接，所 述外轉(zhuǎn)子10通過(guò)支承軸承1與軸承座6相連接；在軸承座6的內(nèi)側(cè)設(shè)置有內(nèi)軸承蓋7，在 軸承座6的外側(cè)設(shè)置有具有通孔和油腔12的外軸承蓋5，所述外轉(zhuǎn)子10的端部位于油腔 12內(nèi)；所述外轉(zhuǎn)子10的一端具有通孔，該端的內(nèi)轉(zhuǎn)子16依次通過(guò)外轉(zhuǎn)子10的通孔、外軸 承蓋5的通孔與第二聯(lián)軸器19相連接；所述外轉(zhuǎn)子10的另一端與外轉(zhuǎn)子法蘭蓋17的一端 相連接，外轉(zhuǎn)子法蘭蓋17的另一端通過(guò)外軸承蓋5的通孔與第一聯(lián)軸器3相連接；在與外轉(zhuǎn)子10相連的外轉(zhuǎn)子法蘭蓋17端設(shè)置有導(dǎo)油孔11，所述導(dǎo)油孔11的一端與油腔12相連 通，另一端與中介軸承2相對(duì)應(yīng)；在外轉(zhuǎn)子10的外部設(shè)置有軸盤(pán)8，軸盤(pán)8通過(guò)彈簧軸套4 固定在外轉(zhuǎn)子10的外圓上；在所述外轉(zhuǎn)子10兩端的內(nèi)轉(zhuǎn)子16與外轉(zhuǎn)子10之間設(shè)置有第 一密封裝置23 ；在所述內(nèi)轉(zhuǎn)子16、外轉(zhuǎn)子10或軸盤(pán)8上設(shè)置有電渦流傳感器25，所述電渦 流傳感器25與上位機(jī)26相連接。所述外轉(zhuǎn)子10與外轉(zhuǎn)子法蘭蓋17通過(guò)螺釘相連接，所 述內(nèi)軸承蓋7、外軸承蓋5均通過(guò)螺釘與軸承座6相連接；所述內(nèi)轉(zhuǎn)子16采用中空結(jié)構(gòu)，在 外轉(zhuǎn)子法蘭蓋17端的內(nèi)轉(zhuǎn)子16的中空位置處設(shè)置有第二密封裝置24 ；所述外轉(zhuǎn)子法蘭蓋 17端的導(dǎo)油孔11設(shè)置為6個(gè)。本實(shí)用新型的軸盤(pán)在外轉(zhuǎn)子上的位置可以通過(guò)彈簧軸套進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而在結(jié)構(gòu)上 滿足試驗(yàn)研究的需要。本實(shí)用新型在使用前，首先將外轉(zhuǎn)子法蘭蓋的外端通過(guò)第一聯(lián)軸器與一臺(tái)控制電 機(jī)的輸出軸相連接；將內(nèi)轉(zhuǎn)子的外端通過(guò)第二聯(lián)軸器與另一臺(tái)控制電機(jī)的輸出軸相連接， 由兩臺(tái)控制電機(jī)分別控制內(nèi)、外轉(zhuǎn)子做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。兩臺(tái)控制電機(jī)是試驗(yàn)裝置的驅(qū)動(dòng)單元，采 用的是ABB電機(jī)，型號(hào)為QABPIC416 90L，額定功率為2. 2kw。所述中介軸承選擇深溝球軸承，型號(hào)為61805，密封裝置使軸承蓋內(nèi)部形成油腔， 為支承軸承與中介軸承提供潤(rùn)滑，并且密封可以保證潤(rùn)滑油不進(jìn)入到內(nèi)、外轉(zhuǎn)子所構(gòu)成的 腔室里。所述支承軸承選擇深溝球軸承，型號(hào)為61810。由于試驗(yàn)過(guò)程中內(nèi)、外轉(zhuǎn)子均處于 高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，所以軸承蓋與外轉(zhuǎn)子之間的密封采用骨架密封，密封材料選用耐高溫、耐磨 損的材料，以保證密封效果。
以下結(jié)合附圖說(shuō)明利用本實(shí)用新型的振動(dòng)試驗(yàn)裝置進(jìn)行聯(lián)軸器不對(duì)中試驗(yàn)的方 法1)首先，將外轉(zhuǎn)子法蘭蓋的外端通過(guò)第一聯(lián)軸器與一臺(tái)控制電機(jī)的輸出軸相連 接，將內(nèi)轉(zhuǎn)子的外端通過(guò)第二聯(lián)軸器與另一臺(tái)控制電機(jī)的輸出軸相連接；2)啟動(dòng)兩臺(tái)控制電機(jī)，分別將兩臺(tái)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整，如8000r/min、 12000r/minU5000r/min ；通過(guò)電渦流傳感器對(duì)不同轉(zhuǎn)速下內(nèi)轉(zhuǎn)子、外轉(zhuǎn)子或軸盤(pán)的振動(dòng)信 號(hào)進(jìn)行采集，并記錄下采集的振動(dòng)信號(hào)；3)將第一聯(lián)軸器、第二聯(lián)軸器更換為帶有故障的聯(lián)軸器；4)啟動(dòng)兩臺(tái)控制電機(jī)，分別將兩臺(tái)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整，如8000r/min、 12000r/minU5000r/min ；通過(guò)電渦流傳感器對(duì)不同轉(zhuǎn)速下存在聯(lián)軸器不對(duì)中故障的內(nèi)轉(zhuǎn) 子、外轉(zhuǎn)子或軸盤(pán)的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行采集，并記錄下采集的故障振動(dòng)信號(hào)，完成試驗(yàn)。
權(quán)利要求一種內(nèi)外轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動(dòng)試驗(yàn)裝置，包括內(nèi)轉(zhuǎn)子、外轉(zhuǎn)子，其特征在于所述內(nèi)轉(zhuǎn)子設(shè)置在外轉(zhuǎn)子的內(nèi)部，內(nèi)轉(zhuǎn)子與外轉(zhuǎn)子通過(guò)中介軸承相連接，所述外轉(zhuǎn)子通過(guò)支承軸承與軸承座相連接；在軸承座的內(nèi)側(cè)設(shè)置有內(nèi)軸承蓋，在軸承座的外側(cè)設(shè)置有具有通孔和油腔的外軸承蓋，所述外轉(zhuǎn)子的端部位于油腔內(nèi)；所述外轉(zhuǎn)子的一端具有通孔，該端的內(nèi)轉(zhuǎn)子依次通過(guò)外轉(zhuǎn)子的通孔、外軸承蓋的通孔與第二聯(lián)軸器相連接；所述外轉(zhuǎn)子的另一端與外轉(zhuǎn)子法蘭蓋的一端相連接，外轉(zhuǎn)子法蘭蓋的另一端通過(guò)外軸承蓋的通孔與第一聯(lián)軸器相連接；在與外轉(zhuǎn)子相連的外轉(zhuǎn)子法蘭蓋端設(shè)置有導(dǎo)油孔，所述導(dǎo)油孔的一端與油腔相連通，另一端與中介軸承相對(duì)應(yīng)；在外轉(zhuǎn)子的外部設(shè)置有軸盤(pán)，軸盤(pán)通過(guò)彈簧軸套固定在外轉(zhuǎn)子的外圓上，在所述外轉(zhuǎn)子兩端的內(nèi)轉(zhuǎn)子與外轉(zhuǎn)子之間設(shè)置有第一密封裝置；在所述內(nèi)轉(zhuǎn)子、外轉(zhuǎn)子或軸盤(pán)上設(shè)置有電渦流傳感器，所述電渦流傳感器與上位機(jī)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)外轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動(dòng)試驗(yàn)裝置，其特征在于所述內(nèi)轉(zhuǎn)子 采用中空結(jié)構(gòu)，在外轉(zhuǎn)子法蘭蓋端的內(nèi)轉(zhuǎn)子的中空位置處設(shè)置有第二密封裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)外轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動(dòng)試驗(yàn)裝置，其特征在于所述外轉(zhuǎn)子 與外轉(zhuǎn)子法蘭蓋通過(guò)螺釘相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)外轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動(dòng)試驗(yàn)裝置，其特征在于所述內(nèi)軸承 蓋、外軸承蓋均通過(guò)螺釘與軸承座相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)外轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動(dòng)試驗(yàn)裝置，其特征在于所述外轉(zhuǎn)子 法蘭蓋端的導(dǎo)油孔設(shè)置為6個(gè)。
專(zhuān)利摘要一種內(nèi)外轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動(dòng)試驗(yàn)裝置，屬于航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。包括內(nèi)、外轉(zhuǎn)子，內(nèi)轉(zhuǎn)子設(shè)置在外轉(zhuǎn)子的內(nèi)部，內(nèi)、外轉(zhuǎn)子通過(guò)中介軸承相連，外轉(zhuǎn)子通過(guò)支承軸承與軸承座相連；在軸承座的內(nèi)側(cè)設(shè)置有內(nèi)軸承蓋，在軸承座的外側(cè)設(shè)置有外軸承蓋，外轉(zhuǎn)子的端部位于油腔內(nèi)；外轉(zhuǎn)子的一端具有通孔，該端的內(nèi)轉(zhuǎn)子依次通過(guò)外轉(zhuǎn)子的通孔、外軸承蓋的通孔與第二聯(lián)軸器相連；外轉(zhuǎn)子的另一端與外轉(zhuǎn)子法蘭蓋的一端相連，外轉(zhuǎn)子法蘭蓋的另一端通過(guò)外軸承蓋的通孔與第一聯(lián)軸器相連；在與外轉(zhuǎn)子相連的外轉(zhuǎn)子法蘭蓋端設(shè)置有導(dǎo)油孔，在外轉(zhuǎn)子的外圓上設(shè)置有軸盤(pán)，在外轉(zhuǎn)子兩端的內(nèi)、外轉(zhuǎn)子之間設(shè)置有密封裝置；在內(nèi)、外轉(zhuǎn)子或軸盤(pán)上設(shè)置有與上位機(jī)相連的電渦流傳感器。
文檔編號(hào)G01M7/02GK201724799SQ20102026071
公開(kāi)日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月16日
發(fā)明者孫偉, 楊英, 羅忠, 翟敬宇, 董霄, 鄂曉宇, 韓清凱 申請(qǐng)人:東北大學(xué)