CN106289778B - 一种双转子试验台碰摩试验方法 - Google Patents

一种双转子试验台碰摩试验方法 Download PDF

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Abstract

本发明一种双转子试验台碰摩试验方法属于机械加工及测试领域，涉及一种双转子试验台碰摩试验的方法。该方法利用设计的碰摩装置进行低、高压轴单点碰摩试验和局部碰摩试验，并且碰摩装置可以根据低压轴的尺寸进行调节。碰摩装置中的局部碰摩块采用多个小块的方式构成，以便满足不同尺寸轴的局部弧形碰摩。该方法解决了双转子试验台一个试验制作多个试验装置的问题，既节省成本也避免了试验装置单一性的弊端。碰摩装置安装方便，成本较低，所占试验台空间小，碰摩系统可以灵活拆卸，碰摩试验安全可靠。

Description

一种双转子试验台碰摩试验方法
技术领域
本发明属于机械加工及测试领域，涉及一种双转子试验台碰摩试验的方法。
背景技术
航空发动机轴承-双转子试验台，能够模拟转子系统故障对中介轴承影响、中介轴承典型故障、中介轴承断油故障等，可以有效反映典型工况下“轴承-转子”系统的实际工作特点。碰摩试验是旋转机械转子系统试验中重要的方向之一。碰摩故障轻则使机组振动剧烈增加，影响机组使用寿命；重则引起转子永久弯曲，甚至引发机毁人亡恶性事故。LahririS等人在“Rotor-stator contact dynamics using a non-ideal drive-Theoretical andexperimental aspects”[J].Journal of Sound and Vibration,2012,331:4518-4536.中设计出新的备用轴承装置通过在轴承内环面的圆周方向安装4个凸出螺栓模拟多点固定位置碰摩。但是多点固定位置碰摩与工程实际中出现的碰摩存在一定差异，对其试验研究较少。Hall L D等人在“Diagnosis of continuous rotor-stator rubbing in large scaleturbine units using acoustic emissions”[J]，Ultrasonics,2004,41(9):765-773.中用弧形密封件模拟定子，通过质量块施加不同碰摩力模拟不同碰摩情况，但此试验是针对直径固定的轴设定的，局部碰摩块为固定大小，双转子试验台上一套装置不能满足要求。考虑实际工程中发生的碰摩多为弧形区域或单点接触，因此设计出局部弧形装置和单点碰摩装置模拟转定子间的碰摩现象，且同时又针对试验室的双转子试验台高、低速轴的直径不同的实际工况，针对不同轴直径可调节的单点碰摩和局部碰摩的方法是很必要的。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺陷，针对双转子试验台不同直径轴的碰摩试验中装置更换复杂、费力，且无法同时进行单点碰摩与局部碰摩的试验要求，发明了一种适应双转子试验台低压轴碰摩试验的碰摩方法，该方法设计了一套碰摩装置，通过调节碰摩螺钉的长度实现不同直径轴的碰摩试验，通过调节单点碰摩螺钉和局部碰摩块实现既可以进行单点碰摩试验也可进行局部碰摩试验的要求。该方法解决了双转子试验台一个试验制作多个试验装置的问题，既节省成本也避免了试验装置单一性的弊端。碰摩装置安装方便，成本较低，所占试验台空间小，碰摩系统可以灵活拆卸，碰摩试验安全可靠。
本发明采用的技术方案是一种双转子试验台碰摩试验方法，其特征是，该方法利用设计的碰摩装置对低、高压轴进行单点碰摩试验，和局部碰摩试验；试验中根据低、高压轴的尺寸进行调节，碰摩装置中，局部碰摩块采用多个小块的方式构成，满足不同尺寸轴的局部弧形碰摩；该方法的具体步骤如下：
步骤1：搭建碰摩系统
碰摩系统由中介轴承双转子试验台和碰摩装置11组成；中介轴承双转子试验台由低压端、高压端和中介轴承12构成，低压电机9通过低压轴联轴器17与低压轴10连接起来组成低压端，高压电机14通过高压轴联轴器15与高压轴13连接起来组成高压端，低压端与高压端通过中介轴承12连接起来；碰摩装置11由左支撑组件和右支撑组件构成；在左支撑组件中，左支撑座1上部为半圆环结构，铜头螺钉4安装在半圆环中部的碰摩螺钉孔1d中，左支撑座1底部上开有通孔用于和试验台基座16连接，左支撑座1右端上、中、下分别开有三个螺栓孔用于安装螺钉和右支撑座2连接；在右支撑组件中，右支撑座2与左支撑座1外部形状对称，其半圆环中部内腔开有弧形碰摩槽2f与弧形碰摩螺钉孔2d，将碰摩块调节螺钉7与弧形局部碰摩块8连接后，将碰摩块调节螺钉7穿过弧形碰摩螺钉孔2d安装在弧形碰摩槽2f内；
将左支撑组件移动到试验位置，将低压轴10安装到左支撑座1的圆环中心,调整完成后通过底座螺栓3将左支撑座1安装在试验台基座16上，再将右支撑座2与左支撑座1对应螺栓孔对齐，螺栓6分别通过左、右支撑座1、2上的螺栓孔1e、1c、1b和2e、2c、2b，用螺母5分别拧紧固连在一起，再通过底座螺栓3将右支撑座2安装在试验台基座16上，搭建好碰摩系统；通过底座螺栓3将右支撑座2安装在试验台基座16上，完成碰摩系统的搭建；
步骤2：单点碰摩试验
将铜头螺钉4与弧形局部碰摩块8沿半径向外环方向调节到最大位置，即离中心最远；保持右支撑座2上的弧形局部碰摩块8在远离低压轴10最远位置，并且紧固在弧形碰摩槽2f内，用螺丝刀调整铜头螺钉4，使铜头螺钉4沿半径方向逐渐靠近低压轴10，满足试验对铜头螺钉4与低压轴10的间隙要求，打开低压、高压电机9、14开始单点碰摩试验；
步骤3：局部碰摩试验
将铜头螺钉4与弧形局部碰摩块8沿半径向外环方向调节到最大位置，即离中心最远；保持左支撑座上的铜头螺钉4在远离低压轴10最远位置，并且紧固在碰摩螺钉孔1d内，用螺丝刀调整碰摩块调节螺钉7，使弧形局部碰摩块8沿半径方向逐渐靠近低压轴10，满足弧形局部碰摩块8与低压轴10的间隙要求，打开低压、高压电机9、14开始局部碰摩试验；
步骤4：结束试验
试验结束时首先关闭低压、高压电机9、14，待碰摩块温度降至室温后，将铜头螺钉4与弧形局部碰摩块8沿半径向外环方向调节到最大位置，即离中心最远；将左、右支撑座上、中、下螺栓6与螺母5分别拆卸下来，将左、右支撑座1、2分离；再分别将左、右支撑座的底部螺栓3拆卸，分别取下左、右支撑座1、2，整理试验台结束试验；
高压轴的单点碰摩和局部碰摩试验用相同的方法步骤进行。
本发明的有益效果为双转子试验台的碰摩试验提供了可调节的碰摩方法，实现了既能满足高、低压轴直径不同的要求，而且可以进行单点碰摩试验和局部碰摩试验。解决了双转子试验台一个试验制作多个试验装置的问题，节省成本也避免了试验装置单一性的弊端。
附图说明
图1(a)为左、右支撑座结构主视图，
图1(b)为图1(a)的A-A剖视图；
图2为双转子试验台碰摩系统简图。
其中:1-左支撑座，1a-左支撑座底部螺栓孔，1b、1c、1e-左支撑座下、中、上螺栓孔，1d-碰摩螺钉孔，2–右支撑座，2a-右支撑座底部螺栓孔，2b、2c、2e-右支撑座下、中、上螺栓孔，2d-弧形碰摩螺钉孔，2f-弧形碰摩槽，3-底座螺栓，4-铜头螺钉，5-螺母，6-螺栓，7-碰摩块调节螺钉，8-弧形局部碰摩块。9-低压电机，10-低压轴，11-碰摩装置，12-中介轴承，13-高压轴，14-高压电机，15-高压轴联轴器，16-试验台基座,17-低压轴联轴器
具体实施方式
下面结合说明书附图和技术方案对本发明做进一步详细阐述。
图1a)为左、右支撑座结构主视图，图1b)是图1a)的A-A剖视图；图2是双转子试验台碰摩系统简图。中介轴承双转子试验台由低压端、高压端和中介轴承构成，低压电机9通过联轴器与低压轴10连接起来组成低压端，高压电机14通过联轴器与高压轴13连接起来组成高压端，低压端与高压端通过中介轴承12连接起来。碰摩装置11安装在低压端，由左支撑组件和右支撑组件构成。
根据试验要求，在试验时碰摩装置的直径调节范围为60mm-80mm,左右支撑座与试验台的固定螺栓选择为GB/T5780-2000，左右支撑座连接螺栓选择为GB/T5781-2000，左右支撑座整体形状对称，其上部圆环的中心高度为：250mm。
方法的具体实施步骤如下：
首先组装碰摩系统组件，碰摩装置11由左支撑组件和右支撑组件构成，左支撑组件中，铜头螺钉4通过碰摩螺钉孔1d与左支撑座1组装起来，右支撑组件中，将碰摩块调节螺钉7与弧形局部碰摩块8连接后，将碰摩块调节螺钉7穿过弧形碰摩螺钉孔2d安装在弧形碰摩槽2f内。
当进行低压轴单点碰摩试验时，首先将左支撑组件移动到低压轴10位置，将低压轴10安装到左支撑座1的圆环中心；调整完成后通过底座螺栓3将左支撑座1安装在试验台基座上16，其次将右支撑座2通过右支撑座上、中、下螺栓孔2e、2c、2b与左支撑座1对应螺栓孔对齐，分别通过螺母5与螺栓6连接在一起，对齐完成后通过底座螺栓3将右支撑座2安装在试验台基座上16上。将铜头螺钉4与弧形局部碰摩块8沿半径向外环方向调节到最大位置，离中心最远；保持右支撑座2上的弧形局部碰摩块8在远离低压轴10最远位置，并且紧固在弧形碰摩槽2f内，用螺丝刀调整铜头螺钉4，使铜头螺钉4沿半径方向逐渐靠近低压轴10，满足试验对铜头螺钉4与低压轴的间隙要求，打开低压、高压电机9、14即可开始单点碰摩试验。
当进行低压轴局部碰摩试验时，将铜头螺钉4与弧形局部碰摩块8沿半径向外环方向调节到最大位置，离中心最远；保持左支撑座1上的铜头螺钉4在远离低压轴10最远位置，并且紧固在碰摩螺钉孔1d内。用一字型螺丝刀调整碰摩块调节螺钉7，使弧形局部碰摩块8沿半径方向逐渐靠近低压轴10，满足试验对弧形局部碰摩块8与低压轴10的间隙要求，打开低压、高压电机9、14即可开始单点碰摩试验。
试验结束时首先关闭低压、高压电机9、14，待碰摩块温度降至室温后，将铜头螺钉4与弧形局部碰摩块8沿半径向外环方向调节到最大位置，离中心最远；将左、右支撑座上、中、下螺栓6与螺母5分别拆卸下来，将左、右支撑座1、2分离；再分别将左、右支撑座的底座螺栓3拆卸，分别取下左、右支撑座1、2，整理试验台结束试验；
高压轴的单点碰摩和局部碰摩试验用相同的方法步骤进行。
本发明针对双转子试验台提供了可调节的碰摩方法，解决了双转子试验台一个试验制作多个试验装置的问题，既节省成本也避免了试验装置单一性的弊端。本发明安装方便，成本较低，所占试验台空间小，碰摩系统可以灵活拆卸，实现安全可靠的碰摩试验。

Claims (1)

1.一种双转子试验台碰摩试验的方法，其特征是，该方法利用设计的碰摩装置对低压轴和高压轴进行单点碰摩试验和局部碰摩试验，并且碰摩装置根据低、高压轴的尺寸进行调节，碰摩装置中，局部碰摩块采用多个小块的方式构成，以便满足不同尺寸轴的局部弧形碰摩；该方法的具体步骤如下：
步骤1：搭建碰摩系统
碰摩系统主要由中介轴承双转子试验台和碰摩装置(11)组成，中介轴承双转子试验台由低压端、高压端和中介轴承(12)构成，低压电机(9)通过低压轴联轴器(17)与低压轴(10)连接起来组成低压端，高压电机(14)通过高压轴联轴器(15)与高压轴(13)连接起来组成高压端，低压端与高压端通过中介轴承(12)连接起来；
碰摩装置(11)由左支撑组件和右支撑组件构成，在左支撑组件中，左支撑座(1)上部为半圆环形，铜头螺钉(4)安装在半圆环中部的碰摩螺钉孔(1d)中，左支撑座(1)的底座上开有左支撑座底部螺栓孔(1a)用于和试验台基座(16)连接；左支撑座(1)上、中、下分别开有三个螺栓孔用于和右支撑座(2)连接；在右支撑组件中，右支撑座(2)与左支撑座(1)形状对称，其半圆环中部内腔开有弧形碰摩槽(2f)和弧形碰摩螺钉孔(2d)，将碰摩块调节螺钉(7)与弧形局部碰摩块(8)连接后，碰摩块调节螺钉(7)穿过弧形碰摩螺钉孔(2d)安装在弧形碰摩槽(2f)内；
将左支撑组件移动到试验位置，将低压轴(10)安装到左支撑座(1)的圆环中心,调整完成后通过底座螺栓(3)将左支撑座(1)安装在试验台基座(16)上；再将右支撑座(2)与左支撑座(1)对应螺栓孔对齐，螺栓(6)分别通过左、右支撑座(1、2)上的左支撑座上螺栓孔(1e)、中螺栓孔(1c)、下螺栓孔(1b)和右支撑座上螺栓孔(2e)、中螺栓孔(2c)、下螺栓孔(2b)用螺母(5)分别拧紧固连在一起，再通过底座螺栓(3)将右支撑座(2)安装在试验台基座(16)上，搭建好碰摩系统；
步骤2：单点碰摩试验
将铜头螺钉(4)与弧形局部碰摩块(8)沿半径向外环方向调节到最大位置，离中心最远，保持右支撑座(2)上的弧形局部碰摩块(8)在远离低压轴(10)最远位置，并且紧固在弧形碰摩槽(2f)内，用螺丝刀调整铜头螺钉(4)，使铜头螺钉(4)沿半径方向逐渐靠近低压轴(10)，当满足试验对铜头螺钉(4)与低压轴(10)的间隙要求时，打开低压、高压电机(9、14)开始单点碰摩试验；
步骤3：局部碰摩试验
将铜头螺钉(4)与弧形局部碰摩块(8)沿半径向外环方向调节到最大位置，离中心最远，保持左支撑座上的铜头螺钉(4)在远离低压轴(10)最远位置，并且紧固在碰摩螺钉孔(1d)内，用螺丝刀调整碰摩块调节螺钉(7)，使弧形局部碰摩块(8)沿半径方向逐渐靠近低压轴，当满足弧形局部碰摩块(8)与低压轴(10)的间隙要求时，打开低压、高压电机(9、14)开始局部碰摩试验；
步骤4：结束试验
试验结束时首先关闭低压、高压电机(9、14)，待碰摩块温度降至室温后，将铜头螺钉(4)与弧形局部碰摩块(8)沿半径向外环方向调节到最大位置，离中心最远；将左、右支撑座(1、2)上、中、下螺栓(6)与螺母(5)分别拆卸下来，将左、右支撑座(1、2)分离，再分别将左、右支撑座的底部螺栓(3)拆卸，分别取下左、右支撑座(1、2)，整理试验台结束试验；
高压轴的单点碰摩和局部碰摩试验用相同的方法步骤进行。
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