CN101520963B - 单盘转子综合实验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种单盘转子综合实验装置，轴承座固定于弹性支架上，弹性支架外侧与刚性支架在上、下两端分别由螺栓连接形成双层支座，转轴通过轴承座安装在弹性支架上，转轴一端由联轴器与电动机相连接，电动机安装在电机座上，带有刻度与分布质量块的圆盘通过楔形块和螺钉固定安装在转轴上，圆盘的外部扣装有透明护罩，电机座、透明护罩与弹性支架均由螺栓固定在底座上，底座上面的中间开有定位槽和多个安装孔，弹性支架由螺钉固定到底座上的不同安装孔中。本发明结构紧凑，设计合理，易于安装，造价低、功能多，使用方便，便于学生在教学实验中独立操作。

Description

单盘转子综合实验装置
技术领域
本发明涉及一种用于教学和科学研究的转子振动实验装置，具体涉及一种具有多种实验功能的单盘转子综合实验装置。
背景技术
目前，在现代机械中，由于挠性转子的广泛应用，人们研制出了挠性转子平衡机、单盘转子振动实验机等装置。工程中使用的挠性转子平衡机有时安装在真空防护室内，以适合汽轮机之类转子的平衡，它配备有抽真空系统、润滑系统、润滑油除气系统和数据处理用计算机系统等庞大的辅助设备，结构复杂，维护困难。用于科学研究及教学实验的挠性转子平衡机或单盘转子振动试验机，有的功能过于齐备，造价高，操作不便；有的局限于刚性轴承支撑，测试内容少，不能满足高校教学实验的需要。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术中存在的不足之处，提供一种结构紧凑、设计合理，组合性能强，具有多种试验功能的单盘转子综合实验装置。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：轴承座固定于弹性支架上，弹性支架外侧与刚性支架在上、下两端分别由螺栓连接形成双层支座，转轴通过轴承座安装在弹性支架上，转轴一端由联轴器与电动机相连接，电动机安装在电机座上，带有刻度与分布质量块的圆盘通过楔形块和螺钉固定安装在转轴上，圆盘的外部扣装有透明护罩，电机座、透明护罩与弹性支架均由螺栓固定在底座上，底座上面的中间开有定位槽和多个安装孔，弹性支架由螺钉固定到底座上的安装孔中。
本发明的优点是：
1、结构紧凑，设计合理，易于安装，造价低、功能多，使用方便，便于学生在教学实验中独立操作。
2、本发明对支座进行了组合设计，设计有双层(可拆卸)支座，使支座刚度可以调整。刚性支座可以使电涡流测量仪的探头不致因振动过大而受到损害，柔性支座，易于观察支座位移变化。由于转子沿轴可移动位置的设计，以及支座在底座上位置可移动设计，均可以通过调整轴的整体长度或局部长度来改变系统的结构特性。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是图1的A向示意图；
图3是本发明刚性支架示意图；
图4是本发明弹性支架示意图；
图5是本发明圆盘构造示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。
由图1-图5可知，本发明轴承座4固定于弹性支架5上，弹性支架5外侧与刚性支架6在上、下两端分别由螺栓连接形成双层支座，转轴8通过轴承座4安装在弹性支架5上，转轴8一端由联轴器3与电动机1相连接，电动机1安装在电机座2上，带有刻度与分布质量块的圆盘9通过楔形块和螺钉固定安装在转轴8上，圆盘9的外部扣装有透明护罩7，电机座2、透明护罩7与弹性支架5均由螺栓固定在底座10上，底座10上面的中间开有定位槽和多个安装孔，弹性支架5由螺钉固定到底座10上的安装孔中。
双层支座的构造如图2-图4所示，刚性支架6下端有4个螺孔，通过螺栓与弹性支架5下端螺孔固定相连，刚性支架6上端有两个螺孔，用螺栓与弹性支架5上端螺孔固定相连，整个支座组合成刚性支座，卸下上端螺栓，则整个支座变成柔性支座。弹性支架5的上端有4个螺孔，用于固定轴承座4。弹性支架5的上端和下端各有一对安装槽，便于安装测试仪器(如光电位移传感器、压电加速度计等)，弹性支架5的下端中间有一通孔，通过螺栓11和螺母12把弹性支架5固定在底座10上。
图5所示，圆盘9中心轴孔壁上有一个细小的斜穿至圆盘侧面的锁紧螺孔，用一螺钉穿过该孔与一楔形块连接，从而将圆盘9固定在转轴8上。通过松开和拧紧螺钉调整圆盘9在转轴8上的位置，可以改变系统的结构特性。在带有刻度的圆盘9靠近盘缘处均匀分布19个螺孔，用于安装平衡质量。
下面简述其工作原理。
电动机1为直流电动机，通过调节电动机1的电压，使电动机1得到一定的转速，电动机1的输出轴通过联轴器3带动转轴8及圆盘9随同电动机1一起转动。
单盘柔性转子动平衡实验工作原理：在转轴8和圆盘9一起旋转过程中，由于质量中心可能不在转轴8的几何中心上等各种原因，整个单盘转子结构就因受到惯性力的作用而产生振动。进行单盘柔性转子动平衡实验需要采用两个柔性支座，由于弹性支架5的结构特性，垂直方向刚度大，水平方向刚度相对较弱，当转轴8和圆盘9一起转动时，弹性支架5在水平方向就有较大的摆动位移。转轴8在水平方向的摆动位移通过安装在磁力表座上的电涡流位移传感器测得。电涡流位移传感器把转轴8测量点的水平位移信号转变成电信号输入给位移测量仪，电信号再通过位移测量仪输入给电子计算机，因为电信号电压的幅值与转轴8测量点的水平方向的摆动位移成正比，故根据在电子计算机屏幕上读出转轴8的电信号电压幅值，即可得到转轴8测量点的水平方向的摆动位移。把圆盘9圆周分成360度，应用振型平衡法即可对单盘转子结构进行动平衡实验。
单盘转子临界转速测量实验工作原理：测量单盘转子临界转速实验需要采用两个刚性支座。通过调整电动机1的电压，电动机1的转速随着电压的增大而增大，当电动机1转动的频率等于单盘柔性转子结构的固有频率时，整个转子结构振动得最显著，光电位移传感器所测得的位移也最大，当电动机1转动的频率高于单盘柔性转子结构的固有频率时，电涡流位移传感器所测得的位移也缓慢减小。

Claims (1)

1.一种单盘转子综合实验装置，包括轴承座、电动机，其特征在于：轴承座(4)固定于弹性支架(5)上，弹性支架(5)外侧与刚性支架(6)在上、下两端分别由螺栓连接形成双层支座，转轴(8)通过轴承座(4)安装在弹性支架(5)上，转轴(8)一端由联轴器(3)与电动机(1)相连接，电动机(1)安装在电机座(2)上，带有刻度与分布质量块的圆盘(9)的中心轴孔壁上有一个细小的斜穿至该圆盘侧面的锁紧螺孔，用一螺钉穿过该螺孔与一楔形块连接，从而将圆盘(9)固定在转轴(8)上，通过松开和拧紧该螺钉调整圆盘(9)在转轴(8)上的位置，能够改变装置的结构特性，圆盘(9)的外部扣装有透明护罩(7)，电机座(2)、透明护罩(7)与弹性支架(5)均由螺栓固定在底座(10)上，底座(10)上面的中间开有定位槽和多个安装孔，弹性支架(5)由螺钉固定到底座(10)上的安装孔中。
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