基于彈性基礎(chǔ)的內(nèi)外雙轉(zhuǎn)子故障模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于彈性基礎(chǔ)的內(nèi)外雙轉(zhuǎn)子故障模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，涉及航空發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置。本實(shí)驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)主要是：在外轉(zhuǎn)軸內(nèi)設(shè)置有內(nèi)轉(zhuǎn)軸，兩者中心軸線重合，通過(guò)中介支承結(jié)構(gòu)機(jī)械耦合；在內(nèi)轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)機(jī)座上設(shè)置有內(nèi)轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)，內(nèi)轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)主聯(lián)軸器和內(nèi)轉(zhuǎn)軸連接，套在內(nèi)轉(zhuǎn)軸上的內(nèi)轉(zhuǎn)子左輪盤、內(nèi)轉(zhuǎn)子左支承結(jié)構(gòu)、內(nèi)轉(zhuǎn)子右輪盤和內(nèi)轉(zhuǎn)子右支承結(jié)構(gòu)沿中心軸線依次連接；套在外轉(zhuǎn)軸上的外轉(zhuǎn)子左支承結(jié)構(gòu)、外轉(zhuǎn)子左輪盤和外轉(zhuǎn)子右輪盤沿中心軸線依次連接。本發(fā)明采用可調(diào)剛度的彈性支承，可實(shí)驗(yàn)支承剛度對(duì)雙轉(zhuǎn)子動(dòng)力特性的影響；可以模擬航空發(fā)動(dòng)機(jī)雙轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡、轉(zhuǎn)子碰摩和支座松動(dòng)等機(jī)械故障。
【專利說(shuō)明】基于彈性基礎(chǔ)的內(nèi)外雙轉(zhuǎn)子故障模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及航空發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置，尤其涉及一種基于彈性基礎(chǔ)的內(nèi)外雙轉(zhuǎn)子故障模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]航空發(fā)動(dòng)機(jī)為飛行器的動(dòng)力裝置，其健康狀況和可靠性影響著飛行的安全。隨著航空運(yùn)輸業(yè)的快速發(fā)展，飛行器的復(fù)雜程度和制造成本不斷提高，航空發(fā)動(dòng)機(jī)工作可靠性對(duì)企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本的影響日益突出。因此，為了使發(fā)動(dòng)機(jī)安全高效地運(yùn)行，節(jié)省維修成本，就必須了解發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀況，掌握其變化規(guī)律和趨勢(shì)，對(duì)關(guān)鍵部件實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷。
[0003]目前航空發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷研究大多偏重于故障機(jī)理分析和診斷方法的探索。由于航空發(fā)動(dòng)機(jī)造價(jià)不菲，試車成本昂貴，理論的驗(yàn)證往往要借助于故障模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)。目前國(guó)內(nèi)模擬航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子故障的雙轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺(tái)極少。現(xiàn)有的雙轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺(tái)也只是保留了航空發(fā)動(dòng)機(jī)雙轉(zhuǎn)子這一典型結(jié)構(gòu)，而對(duì)用于模擬壓氣機(jī)和渦輪級(jí)葉片的輪盤在轉(zhuǎn)子上的定位比較隨意，更沒有考慮對(duì)實(shí)際航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣所受的氣動(dòng)力、彈性力進(jìn)行模擬。這些簡(jiǎn)化了的實(shí)驗(yàn)臺(tái)與發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際情況偏差極大，限制了其故障特性的實(shí)驗(yàn)研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)和不足，提供一種基于彈性基礎(chǔ)的內(nèi)外雙轉(zhuǎn)子故障模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
基于彈性基礎(chǔ)的內(nèi)外雙轉(zhuǎn)子故障模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)是:在外轉(zhuǎn)軸內(nèi)設(shè)置有內(nèi)轉(zhuǎn)軸，兩者中心軸線重合，通過(guò)中介支承結(jié)構(gòu)機(jī)械耦合；
在彈性基礎(chǔ)的上面設(shè)置有底座；
在底座上的中間，從左至右，分別設(shè)置有內(nèi)轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)機(jī)座、內(nèi)轉(zhuǎn)子左支承結(jié)構(gòu)、夕卜轉(zhuǎn)子左支承結(jié)構(gòu)和內(nèi)轉(zhuǎn)子右支承結(jié)構(gòu)，分別通過(guò)緊固螺栓和底座連接；
在內(nèi)轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)機(jī)座上設(shè)置有內(nèi)轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)，內(nèi)轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)主聯(lián)軸器和內(nèi)轉(zhuǎn)軸連接，套在內(nèi)轉(zhuǎn)軸上的內(nèi)轉(zhuǎn)子左輪盤、內(nèi)轉(zhuǎn)子左支承結(jié)構(gòu)、內(nèi)轉(zhuǎn)子右輪盤和內(nèi)轉(zhuǎn)子右支承結(jié)構(gòu)沿中心軸線依次連接；套在外轉(zhuǎn)軸上的外轉(zhuǎn)子左支承結(jié)構(gòu)、外轉(zhuǎn)子左輪盤和外轉(zhuǎn)子右輪盤沿中心軸線依次連接；
在底座上的前面，從左至右，依次設(shè)置有前外轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)機(jī)座、前一支承結(jié)構(gòu)和前二支承結(jié)構(gòu)，在前外轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)機(jī)座上設(shè)置有前外轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)，前外轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)、前聯(lián)軸器、前一支承結(jié)構(gòu)、前皮帶輪和前二支承結(jié)構(gòu)沿前軸線依次連接；
在底座上的后面，從左至右，依次設(shè)置有后外轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)機(jī)座、后一支承結(jié)構(gòu)和后二支承結(jié)構(gòu)，在后外轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)機(jī)座上設(shè)置有后外轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)，后外轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)、后聯(lián)軸器、后一支承結(jié)構(gòu)、后一皮帶輪、后二皮帶輪和后二支承結(jié)構(gòu)沿后軸線依次連接；外轉(zhuǎn)軸由設(shè)置在前軸線和后軸線上的前皮帶輪、后一皮帶輪、后二皮帶輪分別通過(guò)前皮帶、后一皮帶和后二皮帶驅(qū)動(dòng)；
前激振器安裝于底座的前端，垂直于中心軸線，右激振器安裝于底座的右端，平行于中心軸線；
將碰摩裝置安裝在待測(cè)輪盤位置，使碰摩內(nèi)環(huán)包圍在待測(cè)輪盤的外周，在碰摩裝置的碰摩外環(huán)上呈90°安裝兩個(gè)壓電式速度傳感器；
在內(nèi)轉(zhuǎn)軸和外轉(zhuǎn)軸附近各安裝一個(gè)電渦流位移傳感器。
[0006]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)及積極效果:
1、采用可調(diào)剛度的彈性支承，可實(shí)驗(yàn)支承剛度對(duì)雙轉(zhuǎn)子動(dòng)力特性的影響；
2、可以模擬航空發(fā)動(dòng)機(jī)雙轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡、轉(zhuǎn)子碰摩和支座松動(dòng)等機(jī)械故障；
3、采用碰摩裝置來(lái)模擬動(dòng)靜碰摩；
4、彈性可調(diào)的彈性基礎(chǔ)，用來(lái)模擬機(jī)匣外所受的彈性力；
5、采用激振器，布置在與軸向垂直和平行的方向，用以模擬機(jī)匣振動(dòng)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是本實(shí)驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖(主視)；
圖2是本實(shí)驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)不意圖(俯視)；
圖3是本實(shí)驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖(側(cè)視)；
圖4.1是碰摩裝置的結(jié)構(gòu)示意圖(主視)。
[0008]圖4.2是碰摩裝置的結(jié)構(gòu)示意圖(側(cè)視)。
[0009]圖中:
00一彈性基礎(chǔ)；01—底座； 02—內(nèi)轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)機(jī)座；
03—內(nèi)轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)； 04—主聯(lián)軸器； 05—內(nèi)轉(zhuǎn)軸；
06 —內(nèi)轉(zhuǎn)子左輪盤；07—內(nèi)轉(zhuǎn)子左支承結(jié)構(gòu)；
08—外轉(zhuǎn)子左支承結(jié)構(gòu)；09—外轉(zhuǎn)軸；10—外轉(zhuǎn)子左輪盤；
11 一外轉(zhuǎn)子右輪盤；12—中介支承結(jié)構(gòu)；
13 —內(nèi)轉(zhuǎn)子右輪盤；14一內(nèi)轉(zhuǎn)子右支承結(jié)構(gòu)；
15-1—前外轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)，15-2—后外轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)；
16-1—前一支承結(jié)構(gòu)，16-2—前二支承結(jié)構(gòu)，
16-3—后一支承結(jié)構(gòu)，16-4—后二支承結(jié)構(gòu)；
17-1—前皮帶輪，17-2—后一皮帶輪，17-3—后二皮帶輪；
18-1一前皮帶，18-2—后一皮帶，18-3—后二皮帶；
19-1一如激振器，19_2—右激振器；
20-碰摩裝置，20-1—碰摩支座，20-2—碰摩外環(huán)，
20-3—5並摩內(nèi)環(huán),20-4—5並摩螺釘；
21-1一如聯(lián)軸器，21_2—后聯(lián)軸器；
22-1—前外轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)機(jī)座，22-2—后外轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)機(jī)座；
A—電渦流位移傳感器；
B—壓電式速度傳感器?！揪唧w實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明。
[0011]一、實(shí)驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)
1、總體
如圖1、2、3，本實(shí)驗(yàn)臺(tái)包括彈性基礎(chǔ)00、底座01、內(nèi)轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)機(jī)座02、內(nèi)轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)03、主聯(lián)軸器04、內(nèi)轉(zhuǎn)軸05、內(nèi)轉(zhuǎn)子左輪盤06、內(nèi)轉(zhuǎn)子左支承結(jié)構(gòu)07、外轉(zhuǎn)子左支承結(jié)構(gòu)08、外轉(zhuǎn)軸09、外轉(zhuǎn)子左輪盤10、外轉(zhuǎn)子右輪盤11、中介支承結(jié)構(gòu)12、內(nèi)轉(zhuǎn)子右輪盤13、內(nèi)轉(zhuǎn)子右支承結(jié)構(gòu)14、前外轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)15-1、后外轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)15-2、前一支承結(jié)構(gòu)
16-1、前二支承結(jié)構(gòu)16-2、后一支承結(jié)構(gòu)16-3、后二支承結(jié)構(gòu)16-4、前皮帶輪17_1、后一皮帶輪17-2、后二皮帶輪17-3、前皮帶18-1、后一皮帶18-2、后二皮帶18_3、前激振器19_1、右激振器19-2、碰摩裝置20、前聯(lián)軸器21-1、后聯(lián)軸器21-2、前外轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)機(jī)座22-1、后外轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)機(jī)座22-2、電渦流位移傳感器A和壓電式速度傳感器B ；
其位置和連接關(guān)系是:
在外轉(zhuǎn)軸09內(nèi)設(shè)置有內(nèi)轉(zhuǎn)軸05，兩者中心軸線重合，通過(guò)中介支承結(jié)構(gòu)12機(jī)械耦合； 在彈性基礎(chǔ)00的上面設(shè)置有底座01 ；
在底座01上的中間，從左至右，分別設(shè)置有內(nèi)轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)機(jī)座02、內(nèi)轉(zhuǎn)子左支承結(jié)構(gòu)07、外轉(zhuǎn)子左支承結(jié)構(gòu)08和內(nèi)轉(zhuǎn)子右支承結(jié)構(gòu)14，分別通過(guò)緊固螺栓和底座01連接；在內(nèi)轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)機(jī)座02上設(shè)置有內(nèi)轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)03，內(nèi)轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)03通過(guò)主聯(lián)軸器04和內(nèi)轉(zhuǎn)軸05連接，套在內(nèi)轉(zhuǎn)軸05上的內(nèi)轉(zhuǎn)子左輪盤06、內(nèi)轉(zhuǎn)子左支承結(jié)構(gòu)07、內(nèi)轉(zhuǎn)子右輪盤13和內(nèi)轉(zhuǎn)子右支承結(jié)構(gòu)14沿中心軸線依次連接；套在外轉(zhuǎn)軸09上的外轉(zhuǎn)子左支承結(jié)構(gòu)08、外轉(zhuǎn)子左輪盤10和外轉(zhuǎn)子右輪盤11沿中心軸線依次連接；
在底座01上的前面，從左至右，依次設(shè)置有前外轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)機(jī)座22-1、前一支承結(jié)構(gòu)16-1和前二支承結(jié)構(gòu)16-2，在前外轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)機(jī)座22-1上設(shè)置有前外轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)15-1，前外轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)15-1、前聯(lián)軸器21-1、前一支承結(jié)構(gòu)16-1、前皮帶輪17-1和前二支承結(jié)構(gòu)16-2沿前軸線依次連接；
在底座01上的后面,從左至右,依次設(shè)置有后外轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)機(jī)座22-2、后一支承結(jié)構(gòu)16-3和后二支承結(jié)構(gòu)16-4，在后外轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)機(jī)座22-2上設(shè)置有后外轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)15-2,后外轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)15-2、后聯(lián)軸器21-2、后一支承結(jié)構(gòu)16-3、后一皮帶輪17_2、后二皮帶輪17-3和后二支承結(jié)構(gòu)16-4沿后軸線依次連接；
外轉(zhuǎn)軸09由設(shè)置在前軸線和后軸線上的前皮帶輪17-1、后一皮帶輪17-2、后二皮帶輪
17-3分別通過(guò)前皮帶18-1、后一皮帶18-2和后二皮帶18-3驅(qū)動(dòng)；
前激振器19-1安裝于底座01的前端，垂直于中心軸線，右激振器19-2安裝于底座01的右端，平行于中心軸線；
將碰摩裝置20安裝在待測(cè)輪盤位置，使碰摩內(nèi)環(huán)20-3包圍在待測(cè)輪盤的外周，在碰摩裝置20的碰摩外環(huán)20-2上呈90°安裝兩個(gè)壓電式速度傳感器B ；
在內(nèi)轉(zhuǎn)軸05和外轉(zhuǎn)軸09附近各安裝一個(gè)電渦流位移傳感器A。
[0012]2、工作機(jī)理
內(nèi)轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)03通過(guò)主聯(lián)軸器04帶動(dòng)內(nèi)轉(zhuǎn)軸05、內(nèi)轉(zhuǎn)子左輪盤06和內(nèi)轉(zhuǎn)子右輪盤13，用來(lái)模擬低壓轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和力矩；
內(nèi)轉(zhuǎn)子左輪盤06和內(nèi)轉(zhuǎn)子右輪盤13分別通過(guò)脹緊聯(lián)結(jié)套安裝在內(nèi)轉(zhuǎn)軸05的左右兩邊，外轉(zhuǎn)子左輪盤10和外轉(zhuǎn)子右輪盤11分別通過(guò)脹緊聯(lián)結(jié)套安裝在外轉(zhuǎn)軸09的左右兩邊，在上述四個(gè)輪盤的外周設(shè)置有均勻排列的孔，用以安裝平衡螺栓來(lái)模擬質(zhì)量不平衡；通過(guò)碰摩裝置20進(jìn)行碰摩實(shí)驗(yàn)，獲得不同碰摩形式、不同碰摩位置、不同支承剛度、不同轉(zhuǎn)速比條件下的振動(dòng)信號(hào)；
通過(guò)調(diào)節(jié)待測(cè)輪盤上的平衡螺栓，進(jìn)行質(zhì)量不平衡實(shí)驗(yàn)，獲得不同質(zhì)量不平衡量、不同不平衡位置、不同支承剛度和不同轉(zhuǎn)速比下的振動(dòng)信號(hào)；
通過(guò)人為地將支承結(jié)構(gòu)的緊固螺栓松開一定程度，并對(duì)其進(jìn)行軸向限位，獲得不同支座松動(dòng)位置、不同松動(dòng)程度、不同支承剛度、不同轉(zhuǎn)速比下的振動(dòng)信號(hào)。
[0013]3、功能部件
下述功能部件除彈性基礎(chǔ)00和碰摩裝置20外，其它均為常用件；或?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)件，直接購(gòu)買；或?yàn)楹?jiǎn)單結(jié)構(gòu)自行設(shè)計(jì)和加工。
[0014]*彈性基礎(chǔ)
彈性基礎(chǔ)由水泥臺(tái)、壓縮彈簧和地基上下連接組成；
所述的水泥臺(tái)是一方形水泥平板；
所述的壓縮彈簧包括前后兩排共6個(gè)彈簧組；每個(gè)彈簧組又包括左、中、右三根高度和直徑遞減的彈簧；
所述的地基是一方形混泥土地基。
[0015]通過(guò)使水泥臺(tái)下沉一定距離，逐步使6根、12根和18根彈簧分段發(fā)生作用，能改變彈性基礎(chǔ)的支承剛度。
[0016]*底座01采用鑄鐵加工制造，具有抗振性。
[0017]*內(nèi)轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)機(jī)座02、前外轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)機(jī)座22-1、后外轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)機(jī)座22-2根據(jù)對(duì)應(yīng)的電機(jī)定制。
[0018]*內(nèi)轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)03、前外轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)15-1、后外轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)15-2均為同類型直流電機(jī)，能實(shí)現(xiàn)均勻轉(zhuǎn)速。
[0019]*主聯(lián)軸器04為撓性聯(lián)軸器，可以補(bǔ)償被聯(lián)兩軸軸線相對(duì)偏移，具有緩沖減震性倉(cāng)泛。
[0020]*內(nèi)轉(zhuǎn)軸05、外轉(zhuǎn)軸09采用中碳調(diào)質(zhì)鋼制造，具有足夠的強(qiáng)度和韌性。
[0021]*內(nèi)轉(zhuǎn)子左輪盤06、內(nèi)轉(zhuǎn)子右輪盤13、外轉(zhuǎn)子左輪盤10和外轉(zhuǎn)子右輪盤11均采用25Cr2MoV,具有足夠的耐磨性，適于做碰摩實(shí)驗(yàn)。
[0022]*內(nèi)轉(zhuǎn)子左支承結(jié)構(gòu)07、內(nèi)轉(zhuǎn)子右支承結(jié)構(gòu)14和外轉(zhuǎn)子左支承結(jié)構(gòu)08均由支座、軸承和鼠籠式彈性支承構(gòu)成，通過(guò)改換鼠籠式彈性支承調(diào)整支承剛度。
[0023]*中介支承結(jié)構(gòu)12由滾針軸承構(gòu)成，徑向結(jié)構(gòu)緊湊，適用于徑向安裝尺寸受限制的支承結(jié)果。
[0024]*前一支承結(jié)構(gòu)16-1、前二支承結(jié)構(gòu)16-2、后一支承結(jié)構(gòu)16-3、后二支承結(jié)構(gòu)16-4均由軸承和支座構(gòu)成，剛度不可調(diào)。
[0025]*前皮帶輪17-1、后一皮帶輪17-2、后二皮帶輪17-3為標(biāo)準(zhǔn)件，根據(jù)實(shí)際情況選配。[0026]*前皮帶18-1、后一皮帶18-2、后二皮帶18_3為平皮帶，根據(jù)實(shí)際情況選配。
[0027]*前激振器19-1和右激振器19-2均為標(biāo)準(zhǔn)件，根據(jù)實(shí)際情況選配。
[0028]*碰摩裝置20
碰摩裝置20由碰摩支座20-1、碰摩外環(huán)20-2、碰摩內(nèi)環(huán)20-3和碰摩螺釘20_4組成；在碰摩支座20-1上設(shè)置有碰摩外環(huán)20-2，在碰摩外環(huán)20-2內(nèi)設(shè)置有碰摩內(nèi)環(huán)20_3，碰摩外環(huán)20-2和碰摩內(nèi)環(huán)20-3的圓心重合，在碰摩外環(huán)20-2上均勻設(shè)置有碰摩螺釘20-4。
[0029]碰摩外環(huán)20-2和碰摩內(nèi)環(huán)20-3分別由兩個(gè)半圓環(huán)連接而成，可拆卸，便于實(shí)驗(yàn)時(shí)安裝在待測(cè)輪盤的外周。
[0030]碰摩內(nèi)環(huán)20-3安裝在碰摩外環(huán)20-2內(nèi)，軸向固定，通過(guò)碰摩螺釘20_4使碰摩內(nèi)環(huán)20-3產(chǎn)生徑向變形，改變碰摩內(nèi)環(huán)20-3和所測(cè)輪盤之間的間隙，制造碰摩，可以模擬單點(diǎn)碰摩、兩點(diǎn)碰摩和整圈碰摩。
[0031]*前聯(lián)軸器21-1和后聯(lián)軸器21-2為剛性聯(lián)軸器，用于連接電機(jī)軸和前后驅(qū)動(dòng)軸。
[0032]*電渦流位移傳感器A
電渦流位移傳感器A是外購(gòu)標(biāo)準(zhǔn)件，用于測(cè)量振動(dòng)信號(hào)。
[0033]*壓電式速度傳感器B
壓電式速度傳感器B是外購(gòu)標(biāo)準(zhǔn)件，用于測(cè)量振動(dòng)信號(hào)。
[0034]二、實(shí)驗(yàn)臺(tái)的實(shí)驗(yàn)方法
1、碰摩實(shí)驗(yàn)
①將碰摩裝置20安裝在待測(cè)輪盤位置，使碰摩內(nèi)環(huán)20-3包圍在待測(cè)輪盤(可以是內(nèi)轉(zhuǎn)子左輪盤06、內(nèi)轉(zhuǎn)子右輪盤13、外轉(zhuǎn)子左輪盤10和外轉(zhuǎn)子右輪盤11中的任一個(gè)或幾個(gè))的外周，在碰摩裝置20的碰摩外環(huán)20-2上呈90°安裝兩個(gè)壓電式速度傳感器B (如圖4.1);
②啟動(dòng)三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)(內(nèi)轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)03、前外轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)15-1和后外轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)15-2),穩(wěn)定外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為3600rpm,內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為3000rpm,內(nèi)外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速比1.2,調(diào)節(jié)碰摩螺釘20-4改變碰摩內(nèi)環(huán)20-3的變形量，分別測(cè)量單點(diǎn)碰摩、兩點(diǎn)碰摩和整圈碰摩時(shí)碰摩外環(huán)20-2的振動(dòng)信號(hào)；
③關(guān)閉三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，變換支承結(jié)構(gòu)(可以是內(nèi)轉(zhuǎn)子前支承結(jié)構(gòu)07、內(nèi)轉(zhuǎn)子后支承結(jié)構(gòu)14和外轉(zhuǎn)子前支承結(jié)構(gòu)08中的任一個(gè)或幾個(gè))中的鼠籠式彈性支承，使得支承剛度改變，啟動(dòng)三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，分別測(cè)量單點(diǎn)碰摩、兩點(diǎn)碰摩和整圈碰摩時(shí)碰摩外環(huán)20-2的振動(dòng)信號(hào);
④改變內(nèi)外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，升高或降低內(nèi)外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速比，分別測(cè)量單點(diǎn)碰摩、兩點(diǎn)碰摩和整圈碰摩時(shí)碰摩外環(huán)20-2的振動(dòng)信號(hào)；
I分別或同時(shí)啟動(dòng)前激振器19-1和右激振器19-2，分別測(cè)量單點(diǎn)碰摩、兩點(diǎn)碰摩和整圈碰摩時(shí)碰摩外環(huán)20-2的振動(dòng)信號(hào)；
其實(shí)驗(yàn)意義是:獲得不同碰摩形式、不同碰摩位置、不同支承剛度、不同轉(zhuǎn)速比和加激振力條件下的振動(dòng)信號(hào)。
[0035]2、質(zhì)量不平衡實(shí)驗(yàn):在內(nèi)轉(zhuǎn)軸05和外轉(zhuǎn)軸09附近各安裝一個(gè)電渦流位移傳感器A，位置如圖1、圖2所
示；I調(diào)節(jié)待測(cè)輪盤(可以是內(nèi)轉(zhuǎn)子左輪盤06、內(nèi)轉(zhuǎn)子右輪盤13、外轉(zhuǎn)子左輪盤10和外轉(zhuǎn) 子右輪盤11中的任一個(gè)或幾個(gè)）上的平衡螺栓，使得輪盤質(zhì)量不平衡；
f啟動(dòng)三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)（內(nèi)轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)03、前外轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)15-1和后外轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電 機(jī)15-2)，穩(wěn)定外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為3600rpm，內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為3000rpm，內(nèi)外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速比1. 2，測(cè)量質(zhì) 量不平衡時(shí)，內(nèi)外轉(zhuǎn)子水平和垂直方向的振動(dòng)信號(hào)；
1關(guān)閉三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，變換支承結(jié)構(gòu)(可以是內(nèi)轉(zhuǎn)子前支承結(jié)構(gòu)07、內(nèi)轉(zhuǎn)子后支承結(jié) 構(gòu)14和外轉(zhuǎn)子前支承結(jié)構(gòu)08中的任一個(gè)或幾個(gè)）中的鼠籠式彈性支承，使得支承剛度改 變，啟動(dòng)三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，測(cè)量?jī)?nèi)外轉(zhuǎn)子水平和垂直方向的振動(dòng)信號(hào)；
⑤改變內(nèi)外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，升高或降低內(nèi)外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速比，測(cè)量?jī)?nèi)外轉(zhuǎn)子水平和垂直方向的 振動(dòng)信號(hào)；
1分別或同時(shí)啟動(dòng)前激振器19-1和右激振器19-2，測(cè)量?jī)?nèi)外轉(zhuǎn)子垂直方向的振動(dòng)的
信號(hào);
其實(shí)驗(yàn)意義是：獲得不同質(zhì)量不平衡量、不同不平衡位置、不同支承剛度、不同轉(zhuǎn)速比 和加激振力條件下的振動(dòng)信號(hào)。
[0036]3、支座松動(dòng)實(shí)驗(yàn)
1'在內(nèi)轉(zhuǎn)軸05和外轉(zhuǎn)軸09附近各安裝一個(gè)電渦流位移傳感器A，位置如圖1、圖2所
示；
^人為地將支承結(jié)構(gòu)(可以是內(nèi)轉(zhuǎn)子前支承結(jié)構(gòu)07、內(nèi)轉(zhuǎn)子后支承結(jié)構(gòu)14和外轉(zhuǎn)子前 支承結(jié)構(gòu)08中的任一個(gè)或幾個(gè)）的緊固螺栓(和底座01緊固）松開一定程度，并對(duì)其進(jìn)行 軸向限位；
蠆啟動(dòng)三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)（內(nèi)轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)03、前外轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)15-1和后外轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電 機(jī)15-2)，穩(wěn)定外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為3600rpm，內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為3000rpm，內(nèi)外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速比1. 2，測(cè)量支 座松動(dòng)時(shí)，內(nèi)外轉(zhuǎn)子垂直方向的振動(dòng)的信號(hào)；
T關(guān)閉三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，變換支承結(jié)構(gòu)(可以是內(nèi)轉(zhuǎn)子前支承結(jié)構(gòu)07、內(nèi)轉(zhuǎn)子后支承結(jié) 構(gòu)14和外轉(zhuǎn)子前支承結(jié)構(gòu)08中的任一個(gè)或幾個(gè)）中的鼠籠式彈性支承，使得支承剛度改 變，啟動(dòng)三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，測(cè)量?jī)?nèi)外轉(zhuǎn)子垂直方向的振動(dòng)的信號(hào)；
⑤改變內(nèi)外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，升高或降低內(nèi)外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速比，測(cè)量?jī)?nèi)外轉(zhuǎn)子垂直方向的振動(dòng)的 信號(hào)；
I分別或同時(shí)啟動(dòng)前激振器19-1和 右激振器19-2，測(cè)量?jī)?nèi)外轉(zhuǎn)子垂直方向的振動(dòng)的
信號(hào);
其實(shí)驗(yàn)意義是：獲得不同支座松動(dòng)位置、不同松動(dòng)程度、不同支承剛度、不同轉(zhuǎn)速比和 和加激振力條件下的振動(dòng)信號(hào)。
[0037]4、碰摩、質(zhì)量不平衡、支座松動(dòng)實(shí)驗(yàn)可單獨(dú)或同時(shí)進(jìn)行。
【權(quán)利要求】
1.一種基于彈性基礎(chǔ)的內(nèi)外雙轉(zhuǎn)子故障模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，其特征在于: 在外轉(zhuǎn)軸(09)內(nèi)設(shè)置有內(nèi)轉(zhuǎn)軸(05)，兩者中心軸線重合，通過(guò)中介支承結(jié)構(gòu)(12)機(jī)械耦合； 在彈性基礎(chǔ)(00)的上面設(shè)置有底座(01)； 在底座(01)上的中間，從左至右，分別設(shè)置有內(nèi)轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)機(jī)座(02 )、內(nèi)轉(zhuǎn)子左支承結(jié)構(gòu)(07))、外轉(zhuǎn)子左支承結(jié)構(gòu)(08)和內(nèi)轉(zhuǎn)子右支承結(jié)構(gòu)(14)，分別通過(guò)緊固螺栓和底座(01)連接； 在內(nèi)轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)機(jī)座(02)上設(shè)置有內(nèi)轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)(03)，內(nèi)轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)(03)通過(guò)主聯(lián)軸器(04)和內(nèi)轉(zhuǎn)軸(05)連接，套在內(nèi)轉(zhuǎn)軸(05)上的內(nèi)轉(zhuǎn)子左輪盤(06)、內(nèi)轉(zhuǎn)子左支承結(jié)構(gòu)(07)、內(nèi)轉(zhuǎn)子右輪盤(13)和內(nèi)轉(zhuǎn)子右支承結(jié)構(gòu)(14)沿中心軸線依次連接；套在外轉(zhuǎn)軸(09)上的外轉(zhuǎn)子左支承結(jié)構(gòu)(08)、外轉(zhuǎn)子左輪盤(10)和外轉(zhuǎn)子右輪盤(11)沿中心軸線依次連接； 在底座(01)的前面，從左至右，依次設(shè)置有前外轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)機(jī)座(22-)、前一支承結(jié)構(gòu)(16-1)和前二支承結(jié)構(gòu)(16-2)，在前外轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)機(jī)座(22-1)上設(shè)置有前外轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)(15-1)，前外轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)(15-1)、前聯(lián)軸器(21-1)、前一支承結(jié)構(gòu)(16-1)、前皮帶輪(17-1)和前二支承結(jié)構(gòu)(16-2)沿前軸線依次連接； 在底座(01)的后面,從左至右,依次設(shè)置有后外轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)機(jī)座(22-2 )、后一支承結(jié)構(gòu)(16-3)和后二支承結(jié)構(gòu)(16-4)，在后外轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)機(jī)座(22-2)上設(shè)置有后外轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)(15-2),后外轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)(15-2)、后聯(lián)軸器(21-2)、后一支承結(jié)構(gòu)(16-3)、后一皮帶輪(17-2)、后二皮帶輪(17-3)和后二支承結(jié)構(gòu)(16-4)沿后軸線依次連接； 外轉(zhuǎn)軸(09)由設(shè)置在前軸線和后軸線上的前皮帶輪(17-1)、后一皮帶輪(17-2)、后二皮帶輪(17-3)分別通過(guò)前皮帶(18-1)、后一皮帶(18-2)和后二皮帶(18-3)驅(qū)動(dòng)； 前激振器(19-1)安裝于底座(01)的前端，垂直于中心軸線，右激振器(19-2)安裝于底座(01)的右端，平行于中心軸線； 碰摩裝置(20 )安裝在待測(cè)輪盤位置，使碰摩內(nèi)環(huán)(20-3 )包圍在待測(cè)輪盤的外周，在碰摩裝置(20)的碰摩外環(huán)(20-2)上呈90°安裝兩個(gè)壓電式速度傳感器(B)； 在內(nèi)轉(zhuǎn)軸(05)和外轉(zhuǎn)軸(09)附近各安裝一個(gè)電渦流位移傳感器(A)。
2.按權(quán)利要求1所述的內(nèi)外雙轉(zhuǎn)子故障模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，其特征在于: 所述的彈性基礎(chǔ)(00)由水泥臺(tái)、壓縮彈簧和地基上下連接組成； 所述的水泥臺(tái)是一方形水泥平板； 所述的壓縮彈簧包括前后兩排共6個(gè)彈簧組，每個(gè)彈簧組又包括左、中、右三根高度和直徑遞減的彈簧； 所述的地基是一方形混泥土地基。
3.按權(quán)利要求1所述的內(nèi)外雙轉(zhuǎn)子故障模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，其特征在于: 所述的碰摩裝置(20 )由碰摩支座(20-1)、碰摩外環(huán)(20-2 )、碰摩內(nèi)環(huán)(20-3 )和碰摩螺釘(20-4)組成； 在碰摩支座(20-1)上設(shè)置有碰摩外環(huán)(20-2)，在碰摩外環(huán)(20-)內(nèi)設(shè)置有碰摩內(nèi)環(huán)(20-3 )，碰摩外環(huán)(20-2 )和碰摩內(nèi)環(huán)(20-3 )的圓心重合，在碰摩外環(huán)(20-2 )上均勻設(shè)置有碰摩螺釘(20-4)。
【文檔編號(hào)】G01M15/00GK103528824SQ201310533769
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月31日
【發(fā)明者】楊濤, 王坤, 占成偉, 黃樹紅, 李建蘭, 賀國(guó)強(qiáng), 高偉 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)