CN101915653B - 用于多参数复合试验环境的离心机 - Google Patents

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Abstract

用于多参数复合试验环境的离心机，包括机座，驱动电机，机臂，传动机构，及动平衡执行机构；机臂上设腹板；传动机构包括带传动机构和齿轮机构；齿轮机构包括与从动带轮同轴的小齿轮和与机臂固接的大齿轮；大齿轮的上表面与机臂的底面接触，大齿轮的下表面设有容纳一能为大齿轮提供轴向支撑的推力球轴承的环形槽，大齿轮通过推力球轴承与机座连接，大齿轮的下表面与机座之间有间隙；大齿轮设通孔，通孔的底部向内延伸形成安装角接触球轴承的台阶，角接触球轴承的上方设有与机座固接、以压紧角接触球轴承的盖板；驱动电机和传动机构安装于机座内部。本发明具有机体占用空间小，机臂容量大，能承载多种环境舱，能实现机臂的自适应动平衡的优点。

Description

用于多参数复合试验环境的离心机
技术领域
本发明涉及一种用于多参数复合试验环境的离心机。
技术背景
随着科学技术，特别是航空航天技术的发展，对机电元器件产品的可靠性要求越来越高。而这些元器件产品的应用环境越来越复杂，如航天器在发射和再入大气层飞行时，会受到诸如线加速度、温度、振动、噪声等复合环境因素的影响。为保证航天器能够在飞行中正常工作，要求其表面材料及内部电子仪器设备等必须经受得起这种外在的冲击。具有廉价、高效、可控、可重复等优点的环境试验对于检测产品对环境冲击的响应具有十分重要的意义。
在进行多参数复合试验中的线加速度参数都是依靠线加速度试验机的旋转产生离心加速度来模拟的。用于多参数复合试验环境的离心机的内部结构很少公开，而且离心机的机臂都是长臂式，工作的时候维持机臂平衡难度较大，需要用很大的配重来实现静平衡和动平衡，需要动力源的功率较大和专门的减速器，离心机占用的空间大。这种机臂结构导致了很难在机臂上安装较多的器件，也就很难进行较多环境的复合试验。
发明内容
为克服现有技术的机体占用空间大，机臂容量小，难以进行多环境因素的复合试验，本发明提供了一种机体占用空间小，机臂容量大，能承载多种环境仓的用于多参数复合试验环境的离心机。
用于多参数复合试验环境的离心机，包括机座，固定于所述的机座上的驱动电机，承载多参数复合试验器件的机臂，和将所述的驱动电机的动力传递至所述的机臂的传动机构，固定在机臂上的静平衡质量块和安装于所述的机臂上、实现自适应动平衡的动平衡执行机构；
其特征在于：所述的机臂呈圆盘形，所述的机臂上均匀地设有腹板，所述的复合参数试验器件安装于所述的腹板上；
所述的传动机构包括与所述的驱动电机的输出轴连接的带传动机构和与所述的机臂连接的齿轮机构；所述的齿轮机构包括与从动带轮同轴的小齿轮和与所述的机臂固接的大齿轮；
所述的大齿轮的上表面与所述的机臂的底面通过螺栓连接，所述的大齿轮的下表面设有容纳一能为大齿轮提供轴向支承的推力球轴承的环形槽，所述的大齿轮通过所述的推力球轴承与所述的机座连接，所述的大齿轮的下表面与所述的机座之间有间隙；
所述的大齿轮的中心设有圆形通孔，所述的通孔的底部向内延伸形成一圈用于安装一能限制所述的大齿轮的径向自由度和竖直向上自由度的角接触球轴承的台阶，所述的角接触球轴承的上方设有与所述的机座固接、以压紧所述的角接触球轴承的盖板；
所述的驱动电机和传动机构安装于所述的机座内部。
进一步，所述的大齿轮的上表面设有定位环形凸台，所述的机臂的底部设有与所述的凸台适配的环形凹槽。
进一步，所述的机座上固定有与所述的机臂连接、以防止灰尘进入传动机构中的密封盖，所述的密封盖与所述的机臂之间为可转动的迷宫式密封连接。
进一步，所述的机臂的外缘固定有防止安装于机臂的器件飞出的保护圈，所述的保护圈的内圆周上均匀地分布有保证其刚度的肋板；所述的肋板与所述的机臂固接。
进一步，所述的大齿轮的通孔内设有为各试验器件供气、且机臂上的输气管能跟随机臂转动的旋转供气机构，所述的旋转供气机构包括呈中空状的导电滑环和连通机臂上的输气管与外部气源的旋转接头，所述的旋转接头位于所述的导电滑环内部；
所述的导电滑环的定圈与一安装座固接，所述的安装座固定于所述的机座上，所述的导电滑环的动圈与所述的大齿轮联动；所述的导电滑环的动圈与一旋转法兰固接，所述的旋转法兰与所述的大齿轮固接；
所述的旋转接头的定圈与所述的安装座固接，所述的旋转接头的动圈与所述的输气管连接；
所述的安装座位于所述的角接触球轴承内，且与所述的角接触球轴承的内圈配合，所述的盖板与所述的安装座固接。
进一步，所述的动平衡执行机构包括分别沿两个方向调节其动平衡质量块的动平衡执行单元，所述的动平衡执行单元包括固定于所述的机臂上的底座，固定在所述的底座上的导轨，与所述的导轨滑动连接的滑块和推动所述的滑块沿所述的导轨往复运动的动平衡传动机构，所述的动平衡质量块固接与所述的滑块上，所述的动平衡执行单元的两个调节方向垂直；
所述的机臂外设有采集由不平衡量引起的机臂的周期性振动响应的采集装置，所述的采集装置与一能获取不同的平衡量引起的振动响应的幅值和相位、并根据所述的幅值和相位计算出机臂的原始不平衡量和各滑块的移动方向和移动距离的处理器连接，所述的动平衡执行单元受控于所属的处理器。
进一步，所述的机臂上设有两个动平衡执行单元，两个动平衡执行单元的导轨相互垂直。
或者，所述的机臂上均匀分布有四个动平衡执行单元，相对的两个动平衡执行单元的导轨共线、滑块的移动方向相反；相邻的两个动平衡执行单元的导轨相互垂直。 
进一步，所述的采集装置包括设置在小齿轮转轴上、能将小齿轮的转速转换成脉冲序列信号的光电编码器，与所述的光电编码器连接的数据采集卡，与所述的数据采集卡连接、并感应机臂是否发生振动并获取振动信号的振动传感器和触发所述的数据采集卡、使其开始采样的触发机构；
将所述的光电编码器输出的脉冲序列信号作为数据采集卡的外时钟信号，将所述的振动传感器输出的振动信号作为数据采集卡的输入信号，将根据所述的外时钟信号对所述的振动信号进行采样后得到的采样信号作为所述的数据采集卡的输出信号，所述的采样信号输入所述的处理器中；所述的振动传感器为电涡流传感器。
进一步，所述的触发机构包括固定于所述的机臂的保护圈上的磁钢和与所述的数据采集卡连接的霍尔开关，所述的机臂每转一转，所述的霍尔开关与所述的磁钢相遇一次，所述的霍尔开关与所述的磁钢相遇时发出的脉冲触发所述的数据采集卡进行采样。
进一步，所述的动平衡传动机构包括步进电机和丝杠机构，丝杠与所述的步进电机的输出轴连接，丝杆螺母与所述的质量块固接；所述的丝杠的两侧分别上设有限制滑块移动范围的限位开关，所述的丝杠的两端分别通过支承座与底座连接，所述的支承座与所述的丝杆之间设有轴承，所述的支承座固定于所述的底座；所述的步进电机受控于所述的处理器。
进一步，所述的光电编码器输出的脉冲信号输入一检测机臂转速的变频器中，所述的变频器内预设有机臂的标准转速，所述的驱动电机受控于所述的变频器。
进一步，所述的机座呈中空的圆台状，所述的推力球轴承和安装座均与机座的上面板连接，所述的机座的底部设有保证机座安装基准水平的调整块，所述的机座的圆周上均匀地设置有支撑肋板，相邻的支撑肋板之间的机座壁上设有便于安装施工的开口。
进一步，所述的带传动机构为同步带传动。
本发明的技术构思是：使用圆盘形的机臂，增大了机臂的容量，使离心机能安装更多的试验器件。在机臂上设置腹板、以保证机臂的刚性。
直接由大齿轮带动机臂转动，并通过在大齿轮内部安装推力球轴承，使齿轮传动机构不但为机臂提供了转矩，而且限制了大齿轮在竖直方向的自由度，并为大齿轮和机臂提供了向上的支撑力，增大机臂的承载重量，使得安装更多的试验器件成为可能。在大齿轮内安装角接触球轴承，并通过盖板压紧角接触球轴承的内圈，限制了大齿轮的径向自由度和竖直向上的自由度，完全固定大齿轮的位置，保证机臂的旋转中心固定。将大齿轮的下表面设计为圆台状，以在大齿轮内部提供更大的安装空间并减小大齿轮的质量和转动惯量。在大齿轮中部均匀地开设通孔，以减轻齿轮的质量和转动惯量。
本发明通过设置导电滑环和旋转接头，实现了对离心机内部的试验器件的旋转供电和旋转供气的同时，外部电源和外部气源及其连接线、连接管无需旋转，保证离心机工作可靠。
将光电编码器输出的脉冲信号输入变频器中，以便将实际转速与变频器中预设的标准转速比较，若实际转速大于标准转速，则使驱动电机的转速加快；若实际转速大于标准转速，则使驱动电机的转速变慢。这样，就能保证离心机产生的线加速度始终处于稳定状态。
通过在机臂上安装动平衡执行机构，通过分析机臂的由不平衡量引起的振动响应来获取动平衡执行单元的调整参数，使机臂达到动平衡。当机臂的转速和质量分布发生变化时，机臂的振动响应也相应的发生变化，处理器将重新分析、计算振动响应，重新移动动平衡执行机构的滑块，使机臂重新达到动平衡。
本发明具有机体占用空间小，机臂容量大，能承载多种环境舱，能实现机臂的自适应动平衡的优点。
附图说明
图1为本发明的立体图。
图2为本发明的剖视图。
图3为大齿轮的从上向下看的示意图。
图4为大齿轮的从下向上看的示意图。
图5为大齿轮的剖视图。
图6为机臂的从上向下看的示意图。
图7为机臂的从下向上看的示意图。
图8为机臂的剖视图。
图9为图1的A部放大图。
图10为两个动平衡执行单元安装于机臂上的示意图。
图11为四个动平衡执行单元安装于机臂上的示意图。
图12为动平衡执行单元的剖视图。
图13为动平衡执行机构的控制流程图。
具体实施方式
实施例一
参照图1-9
用于多参数复合试验环境的离心机，包括机座1，固定于所述的机座上的驱动电机2，承载复合参数试验器件的机臂3，将所述的驱动电机2的动力传递至所述的机臂3的传动机构，固定在机臂上的静平衡质量块5和安装于所述的机臂3上、实现自适应动平衡的动平衡执行机构4；
所述的机臂3呈圆盘形，所述的机臂3上均匀地设有腹板31，所述的复合参数试验器件安装于所述的腹板31上；
所述的传动机构包括与所述的驱动电机2的输出轴连接的带传动机构61和与所述的机臂3连接的齿轮机构；所述的齿轮机构包括与从动带轮同轴的小齿轮621和与所述的机臂3固接的大齿轮622；
所述的大齿轮622的上表面与所述的机臂3的底面通过螺栓连接，所述的大齿轮622的下表面设有容纳一能为大齿轮622提供轴向支撑的推力球轴承63的环形槽6221，所述的大齿轮622通过所述的推力球轴承63与所述的机座1联接，所述的大齿轮622的下表面与所述的机座1之间有间隙；
所述的大齿轮622的中心设有圆形通孔6222，所述的通孔6222的底部向内延伸形成一圈用于安装一能限制所述的大齿轮622的径向自由度的角接触球轴承64的台阶6223，所述的角接触球轴承64的上方设有与所述的机座1固接、以压紧所述的角接触球轴承64的盖板65；
所述的驱动电机2和传动机构安装于所述的机座1内部。
所述的大齿轮622的上表面设有定位环形凸台6224，所述的机臂3的底部设有与所述的凸台6224适配的环形凹槽33。
所述的机座1上固定有与所述的机臂3连接、以防止灰尘进入传动机构中的密封盖7，所述的密封盖7与所述的机臂3之间为可转动的迷宫式密封连接。
所述的机臂1的外缘固定有防止安装于机臂的器件飞出的保护圈32，所述的保护圈32的内圆周上均匀地分布有保证其刚度的肋板321；所述的肋板321与所述的机臂1固接。
所述的机座1呈中空的圆台状，所述的推力球轴承63与机座1的上面板连接，所述的机座1的底部设有保证机座1安装基准水平的调整块8，所述的机座1的圆周上均匀地设置有支撑肋板11，相邻的支撑肋板11之间的机座壁上设有便于安装施工的开口。
所述的带传动机构为同步带传动。
本发明的技术构思是：使用圆盘形的机臂3，增大了机臂3的容量，使离心机能安装更多的试验器件。在机臂上设置腹板31、以保证机臂3的刚性。
直接由大齿轮622带动机臂3转动，并通过在大齿轮622内部安装推力球轴承63，使齿轮传动机构不但为机臂3提供了转矩，而且限制了大齿轮622在竖直方向的自由度，并为大齿轮622和机臂3提供了向上的支撑力，增大机臂3的承载重量，使得安装更多的试验器件成为可能。在大齿轮622内安装角接触球轴承64，并通过盖板65压紧大齿轮622，限制了大齿轮622的径向自由度和竖直向上的自由度，完全固定大齿轮622的位置，保证机臂3的旋转中心固定。将大齿轮622的下表面设置为圆台状，以在大齿轮内部提供更大的安装空间并减小大齿轮的质量和转动惯量。还可以在大齿轮均匀的开设通孔，以减小大齿轮的质量和转动惯量。
实施例二
参照图9
本实施例与实施例一的区别之处在于：所述的大齿轮622的通孔6222内设有为各试验器件供气、且机臂上的输气管能跟随机臂3转动的旋转供气机构，所述的旋转供气机构包括呈中空状的导电滑环91和连通输气管与外部气源的旋转接头92，所述的旋转接头92位于所述的导电滑环91内部；
所述的导电滑环91的定圈与一安装座93固接，所述的安装座93固定于所述的机座1，所述的导电滑环91的动圈与所述的大齿轮622联动；所述的导电滑环91的动圈与一旋转法兰94固接，所述的旋转法兰94与所述的大齿轮622固接；
所述的旋转接头92的定圈与所述的安装座93固接，所述的旋转接头92的动圈与所述的输气管连接；
所述的安装座93位于所述的角接触球轴承64内，且与所述的角接触球轴承64的内圈配合，所述的盖板65与所述的安装座93固接。其余与实施例一相同。
本实施例的技术构思是：通过设置导电滑环和旋转接头，实现了对离心机内部的试验器件的旋转供气的同时，外部电源和外部气源及其连接线、连接管无需旋转，保证离心机工作可靠。
实施例三
参照图10、12、13
本发明与实施例二的区别之处在于：所述的动平衡执行机构4包括分别沿两个方向调节其动平衡质量块44的动平衡执行单元，所述的动平衡执行单元包括固定于所述的机臂3上的底座41，固定在所述的底座41上的导轨42，与所述的导轨42滑动连接的滑块43和推动所述的滑块43沿所述的导轨往复运动的动平衡传动机构，所述的动平衡质量块44固接与所述的滑块43上，所述的动平衡执行单元的两个调节方向垂直；
所述的机臂3外设有采集由不平衡量引起的机臂3的周期性振动响应的采集装置，所述的采集装置与一能获取不同的平衡量引起的振动响应的幅值和相位、并根据所述的幅值和相位计算出机臂的原始不平衡量和各滑块的移动方向和移动距离的处理器46连接，各执行单元的传动机构受控于所述的处理器46。
所述的机臂3上设有两个动平衡执行单元，两个动平衡执行单元的导轨42相互垂直。
所述的采集装置包括设置在小齿轮转轴上、能将小齿轮622的转速转换成脉冲序列信号的光电编码器410，与所述的光电编码器410连接的数据采集卡47，与所述的数据采集卡47连接、并感应机臂3是否发生振动并获取振动信号的振动传感器48和触发所述的数据采集卡、使其开始采样的触发机构；
将所述的光电编码器410输出的脉冲序列信号作为数据采集卡47的外时钟信号，将所述的振动传感器48输出的振动信号作为数据采集卡47的输入信号，将根据所述的外时钟信号对所述的振动信号进行采样后得到的采样信号作为所述的数据采集卡47的输出信号，所述的采样信号输入所述的处理器46中；所述的振动传感器48为电涡流传感器。
所述的触发机构包括固定于所述的机臂3的保护圈32上、与任一动平衡执行单元的导轨42共线的磁钢491和与所述的数据采集卡47连接的霍尔开关492，所述的机臂3每转一转，所述的霍尔开关492与所述的磁钢491相遇一次，所述的霍尔开关492与所述的磁钢491相遇时发出的脉冲触发所述的数据采集卡47进行采样。
所述的动平衡传动机构包括步进电机451和丝杠机构，丝杠452与所述的步进电机451的输出轴连接，丝杆螺母453与所述的质量块44固接；所述的丝杠452的两侧分别上设有限制滑块43移动范围的限位开关454，所述的丝杠452的两端分别通过支承座455与底座连接，所述的支承座455与所述的丝杆451之间设有轴承456，所述的支承座455固定于所述的底座41；所述的步进电机451受控于所述的执行模块。其余与实施例二相同。
本实施例的技术构思是：通过在机臂上安装动平衡执行机构，通过分析机臂的由不平衡量引起的振动响应来获取动平衡执行单元的调整参数，使机臂达到动平衡。当机臂的转速和质量分布发生变化时，机臂的振动响应也相应的发生变化，处理器将重新分析、计算振动响应，重新移动动平衡执行机构的滑块，使机臂重新达到动平衡。
本实施例中的处理器的处理步骤为：
（1）、光电编码器将小齿轮转轴当前转速转换成脉冲序列信号，保证机臂每转一转，不论机臂转速高低，脉冲序列中的脉冲数一样，实时记录所述的脉冲序列信号；
（2）、以磁钢作为机臂上的标记，磁钢与霍尔开关相遇时发出一个脉冲信号，触发数据采集卡开始工作；规定以机臂的回转中心为原点，磁钢和原点的连线为                                                
Figure 31048DEST_PATH_IMAGE001
轴，从所述的原点到所述的标记处的方向为
Figure 259773DEST_PATH_IMAGE002
向，并按照右手定则找到
Figure 101827DEST_PATH_IMAGE003
轴和
Figure 310086DEST_PATH_IMAGE004
向；
（3）、离心机在投入使用前，需要获取机臂的加工误差曲线，并将所述的加工误差曲线作为系统误差保存下来；使机臂在极低的转速下转几转，使动不平衡量引起的振动的大小几乎为0，以当前脉冲序列信号作为数据采集卡的外时钟信号，以标记发出的脉冲信号作为数据采集卡的触发信号，对所述的机臂加工误差曲线进行整周期采样，采样机臂转动的转数为
Figure 186775DEST_PATH_IMAGE005
，转子每转一转，数据采集卡整周期采样个点，获得造成机臂的加工误差曲线
Figure 656031DEST_PATH_IMAGE007
（
Figure 854931DEST_PATH_IMAGE008
），记录所述的加工误差曲线；
（4）、使离心机处于正常工作状态，获取机臂的不平衡量引起的第一振动信号，以当前脉冲序列信号作为数据采集卡的外时钟信号，以标记发出的脉冲作为数据采集卡的触发信号，对所述的第一振动信号采样，采样机臂转动的转数及每转的采样点数和步骤（3）中一样，分别为和
Figure 392540DEST_PATH_IMAGE006
，获得第一振动响应曲线
Figure 458454DEST_PATH_IMAGE009
（）；去除第一振动响应曲线中的加工误差
Figure 594217DEST_PATH_IMAGE010
（
Figure 24062DEST_PATH_IMAGE008
），
利用自动跟踪相关滤波法消除干扰信号、并获取第一振动响应曲线的幅值和相位分别为：
Figure 914712DEST_PATH_IMAGE012
（5）、分别移动
Figure 620500DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 768716DEST_PATH_IMAGE003
轴向上的动平衡执行单元的滑块，并记录两个轴向上滑块移动的位移量分别为
Figure 559954DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 638768DEST_PATH_IMAGE003
，其中如果位移量为正表示向正方向移动，为负表示向负方向移动；
获取机臂当前的不平衡量引起的第二振动信号，以当前脉冲序列信号作为数据采集卡的外时钟信号，以标记发出的脉冲作为数据采集卡的触发信号对所述的第二振动信号采样，采样机臂转动的转数及每转的采样点数和步骤（3）中一样，分别为和
Figure 282294DEST_PATH_IMAGE006
，获得第二振动响应曲线
Figure 45982DEST_PATH_IMAGE013
（
Figure 990804DEST_PATH_IMAGE014
）；去除第二振动响应曲线中的加工误差
Figure 672451DEST_PATH_IMAGE015
（
Figure 677316DEST_PATH_IMAGE014
），利用自动跟踪相关滤波法消除干扰信号、并获取第二振动响应曲线的幅值和相位分别为：
Figure 115250DEST_PATH_IMAGE016
Figure 348917DEST_PATH_IMAGE017
（6）、根据步骤（4）和步骤（5）得出的第一、第二振动响应曲线的幅值和相位，以及各滑块的移动方向和位移量，使用影响系数法计算出机臂的原始不平衡量：
Figure 883803DEST_PATH_IMAGE018
根据所述的原始不平衡量，并分别取其在两个滑块移动方向上的投影为
Figure 308837DEST_PATH_IMAGE019
、
Figure 296385DEST_PATH_IMAGE020
，即
Figure 333742DEST_PATH_IMAGE021
，得出为使离心机达到动平衡、各动平衡执行机构的滑块需移动的方向和距离，计算公式如下：
Figure 395239DEST_PATH_IMAGE022
，
Figure 741907DEST_PATH_IMAGE023
其中
Figure 466018DEST_PATH_IMAGE024
为正表示向
Figure 556334DEST_PATH_IMAGE002
方向移动，为负表示向
Figure 550966DEST_PATH_IMAGE025
方向移动，
Figure 802956DEST_PATH_IMAGE026
为正表示向
Figure 14363DEST_PATH_IMAGE004
方向移动，为负表示向
Figure 580473DEST_PATH_IMAGE027
方向移动；x、y为步骤(5)中两个滑块移动的位移量；m为移动部分质量，移动部分包括滑块、丝杆螺母、动平衡质量块和联接用的螺栓螺母；
（7）、使各动平衡执行机构的滑块移动至要求的位置；获取离心机当前的振动响应，判断当前振动是否处于振动允许范围内，若是，则保持各滑块的位置；若否，则返回步骤（4）。
步骤（7）中，在移动滑块前，先判断滑块是否会被移动到导轨之外：若是，则发出报警，并提示无法完成动平衡；若否，则移动滑块。
实施例四
参照图11、12、13
本实施例与实施例三的区别之处在于：所述的机臂3上均匀分布有四个动平衡执行单元，相对的两个动平衡执行单元的导轨共线、滑块的移动方向相反；相邻的两个动平衡执行单元的导轨相互垂直。 其余与实施例三相同。
实施例五
本发明与实施例三的区别之处在于：所述的光电编码器410输出的脉冲信号输入一检测机臂转速的变频器10中，所述的变频器10内预设有机臂的标准转速，所述的驱动电机2受控于所述的变频器10。其余与实施例三相同。
 本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (10)

1.用于多参数复合试验环境的离心机，包括机座，固定于所述的机座上的驱动电机，承载多参数复合试验器件的机臂，和将所述的驱动电机的动力传递至所述的机臂的传动机构，固定在机臂上的静平衡质量块和安装于所述的机臂上、实现自适应动平衡的动平衡执行机构；
其特征在于：所述的机臂呈圆盘形，所述的机臂上均匀地设有腹板，所述的多参数复合试验器件安装于所述的腹板上；
所述的传动机构包括与所述的驱动电机的输出轴连接的带传动机构和与所述的机臂连接的齿轮机构；所述的齿轮机构包括与从动带轮同轴的小齿轮和与所述的机臂固接的大齿轮；
所述的大齿轮的上表面与所述的机臂的底面通过螺栓连接，所述的大齿轮的下表面设有容纳一能为大齿轮提供轴向支承的推力球轴承的环形槽，所述的大齿轮通过所述的推力球轴承与所述的机座连接，所述的大齿轮的下表面与所述的机座之间有间隙；
所述的大齿轮的中心设有圆形通孔，所述的通孔的底部向内延伸形成一圈用于安装一能限制所述的大齿轮的径向自由度和竖直向上自由度的角接触球轴承的台阶，所述的角接触球轴承的上方设有与所述的机座固接、以压紧所述的角接触球轴承的盖板；
所述的驱动电机和传动机构安装于所述的机座内部。
2.如权利要求1所述的用于多参数复合试验环境的离心机，其特征在于：所述的大齿轮的上表面设有定位环形凸台，所述的机臂的底部设有与所述的凸台适配的环形凹槽。
3.如权利要求2所述的用于多参数复合试验环境的离心机，其特征在于：所述的机座上固定有与所述的机臂连接、以防止灰尘进入传动机构中的密封盖，所述的密封盖与所述的机臂之间为可转动的迷宫式密封连接；
所述的机臂的外缘固定有防止安装于机臂的器件飞出的保护圈，所述的保护圈的内圆周上均匀地分布有保证其刚度的肋板；所述的肋板与所述的机臂固接；
所述的机座呈中空的圆台状，所述的推力球轴承与机座的上面板连接，所述的机座的底部设有保证机座安装基准水平的调整块，所述的机座的圆周上均匀地设置有支撑肋板，相邻的支撑肋板之间的机座壁上设有便于安装施工的开口。
4.如权利要求3所述的用于多参数复合试验环境的离心机，其特征在于：所述的大齿轮的通孔内设有为各试验器件供气、且机臂上的输气管能跟随机臂转动的旋转供气机构，所述的旋转供气机构包括呈中空状的导电滑环和连通机臂上的输气管与外部气源的旋转接头，所述的旋转接头位于所述的导电滑环内部；
所述的导电滑环的定圈与一安装座固接，所述的安装座固定于所述的机座上，所述的导电滑环的动圈与所述的大齿轮联动；所述的导电滑环的动圈与一旋转法兰固接，所述的旋转法兰与所述的大齿轮固接；
所述的旋转接头的定圈与所述的安装座固接，所述的旋转接头的动圈与所述的输气管连接；
所述的安装座位于所述的角接触球轴承内，且与所述的角接触球轴承的内圈配合，所述的盖板与所述的安装座固接。
5.如权利要求4所述的用于多参数复合试验环境的离心机，其特征在于：所述的动平衡执行机构包括分别沿两个方向调节其动平衡质量块的动平衡执行单元，所述的动平衡执行单元包括固定于所述的机臂上的底座，固定在所述的底座上的导轨，与所述的导轨滑动连接的滑块和推动所述的滑块沿所述的导轨往复运动的动平衡传动机构，所述的动平衡质量块固接与所述的滑块上，所述的动平衡执行单元的两个调节方向垂直；
所述的机臂外设有采集由不平衡量引起的机臂的周期性振动响应的采集装置，所述的采集装置与一能获取不同的平衡量引起的振动响应的幅值和相位、并根据所述的幅值和相位计算出机臂的原始不平衡量和各滑块的移动方向和移动距离的处理器连接，所述的动平衡执行单元受控于所述的处理器。
6.如权利要求5所述的用于多参数复合试验环境的离心机，其特征在于：所述的机臂上设有两个动平衡执行单元，两个动平衡执行单元的导轨相互垂直。
7.如权利要求5所述的用于多参数复合试验环境的离心机，其特征在于：所述的机臂上均匀分布有四个动平衡执行单元，相对的两个动平衡执行单元的导轨共线、滑块的移动方向相反；相邻的两个动平衡执行单元的导轨相互垂直。
8.如权利要求7所述的用于多参数复合试验环境的离心机，其特征在于：所述的采集装置包括设置在所述小齿轮的转轴上、能将小齿轮的转速转换成脉冲序列信号的光电编码器，与所述的光电编码器连接的数据采集卡，与所述的数据采集卡连接、并感应机臂是否发生振动并获取振动信号的振动传感器和触发所述的数据采集卡、使其开始采样的触发机构；
将所述的光电编码器输出的脉冲信号作为数据采集卡的时钟信号，将所述的振动传感器输出的振动信号作为数据采集卡的输入信号，将根据所述的时钟信号对所述的振动信号进行采样后得到的采样信号作为所述的数据采集卡的输出信号，所述的采样信号输入所述的处理器中；
所述的振动传感器为电涡流传感器；
所述的触发机构包括固定于所述的机臂的保护圈上的磁钢和与所述的数据采集卡连接的霍尔开关，所述的机臂每转一转，所述的霍尔开关与所述的磁钢相遇一次，所述的霍尔开关与所述的磁钢相遇时发出的脉冲触发所述的数据采集卡。
9.如权利要求8所述的用于多参数复合试验环境的离心机，其特征在于：所述的动平衡传动机构包括步进电机和丝杠机构，丝杠与所述的步进电机的输出轴连接，丝杆螺母与所述的动平衡质量块固接；所述的丝杠的两侧分别上设有限制滑块移动范围的限位开关，所述的丝杠的两端分别通过支承座与底座连接，所述的支承座与所述的丝杆之间设有轴承，所述的支承座固定于所述的底座；所述的步进电机受控于所述的处理器。
10.如权利要求9所述的用于多参数复合试验环境的离心机，其特征在于：所述的光电编码器输出的脉冲信号输入一检测机臂转速的变频器中，所述的变频器内预设有机臂的标准转速，所述的驱动电机受控于所述的变频器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103487081B (zh) * 2013-09-22 2015-10-07 中国工程物理研究院总体工程研究所 一种快加速离心场下双环境试验设备
CN104502021A (zh) * 2014-12-31 2015-04-08 北京航空航天大学 一种离心机静/动平衡调节结构
CN104677824A (zh) * 2015-03-03 2015-06-03 张莉 肿瘤病理核形态参数测定装置
CN107024329A (zh) * 2016-02-02 2017-08-08 北京强度环境研究所 一种过载离心振动试验系统
CN108933372B (zh) * 2018-07-27 2024-01-16 中国工程物理研究院总体工程研究所 土工离心机吊篮供电装置
CN109186863A (zh) * 2018-09-20 2019-01-11 兰州空间技术物理研究所 航天器质量特性调整机构
CN110031175B (zh) * 2019-03-20 2020-03-31 东南大学 一种基于动响应的螺栓连接件等效模型参数识别方法
CN110057498B (zh) * 2019-05-10 2020-11-20 中国航发航空科技股份有限公司 一种用于发动机风扇增压级转子平衡试验的装置
CN110596416B (zh) * 2019-10-27 2021-07-30 江西中船航海仪器有限公司 一种线速度检测及标定装置
CN112747931B (zh) * 2020-12-29 2021-09-03 中国航发湖南动力机械研究所 用于发动机吞咽试验的投射装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2625923B1 (fr) * 1988-01-18 1992-02-21 Acutronic France Sa Dispositif d'equilibrage automatique d'une centrifugeuse en fonctionnement
US5964690A (en) * 1997-03-19 1999-10-12 Medtronic, Inc. Mechanism for fixing a blood centrifuge bowl to a rotating spindle
CN1165694C (zh) * 2001-07-06 2004-09-08 王文杰 动平衡器
CN2749576Y (zh) * 2004-11-24 2006-01-04 尤尼柯（上海）仪器有限公司 一种水平转子
CN201780187U (zh) * 2010-08-02 2011-03-30 浙江大学 用于多参数复合试验环境的离心机

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