CN108519235B - 气动涡轮驱动式双转子试验台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了气动涡轮驱动式试验台，包括转子系统、动力系统、润滑系统、测试系统、安全系统，内外转子之间有中介轴承，外转子采用气动涡轮驱动，控制系统为反馈控制系统，由压缩空气带动安装于外转子上的气动涡轮驱动，空压机提供的压缩空气进入稳压箱后，流经调压阀后再流出喷嘴冲击气动涡轮，驱动其旋转，由转速变送器检测出外转子转速后，反馈至转速控制器，通过控制调压阀的开度调节压缩气体流量进而控制外转子的转速，在支撑结构中采用了鼠笼弹性支撑以及弹性环式挤压油膜阻尼器相结合的结构来增加转子稳定性，本装置可用于内、外转子相耦合的双转子–支承系统动力特性的试验研究以及用于航空发动机及其转子系统振动故障的模拟和研究。

Description

气动涡轮驱动式双转子试验台

技术领域

本发明涉及一种气动涡轮驱动式双转子试验台，属于转子动力学试验技术领域。

背景技术

航空发动机是一种非常复杂和精密的热力机械。它被称作飞机的心脏，决定了飞机的性能、可靠性以及经济性。因为航空发动机结构非常复杂，维护起来较为困难，所以非常容易发生故障，许多飞机事故都是由航空发动机故障所导致的。而在发动机故障当中有很大一部分是由于发动机转子振动引起的，研究表明发动机转子的高速旋转所形成的激振源是激起发动机整机振动的重要原因，因此解决发动机转子系统振动故障是航空发动机研发过程中非常重要的环节。

在航空发动机转子系统振动故障的研究过程中试验研究是相当重要的辅助手段，它为航空发动机的研发提供了大量的实验数据。在试验研究中采用实际发动机进行实验的费用较高，而且还具有很大的风险性，因此许多试验研究都是采用转子试验台来进行振动故障的模拟以及研究的。现代航空发动机普遍为双、多转子结构，为简化发动机结构、减轻发动机重量部分发动机采用了带轴间轴承的双转子结构，因此相应的转子试验台具有单转子和双转子以及多转子的类型。

国外的转子试验台很多是根据某具体型号的航空发动机以及所要研究故障类型设计的，其转子实验台的结构以及尺寸更加接近实际航空发动机转子系统的形状和尺寸，因此试验台具有较高的相似性，其超临界转速的工作转速也较高，可用来解决实际问题。德国柏林大学的双转子试验台根据某具体航空发动机而设计，它的内外转子采用合金钢制造，尺寸与实际发动机转子系统较为接近，转动惯量与实际发动机基本一致，几乎可模拟出实际航空发动机的所有力学特征。在驱动方式方面，内外转子都采用的是皮带驱动。外转子工作转速为12500r/min，转速较高因此轴承采用航空专用轴承，内转子工作转速为6000r/min，转速较低采用了性能较好的深沟球轴承。

国内用来模拟航空发动机转子系统不平衡的转子试验台大多都不是根据具体发动机的型号设计的，而且其中单转子试验台较多。具有较完整双转子试验台的大学有南京航空航天大学、西北工业大学、海军工程大学以及清华大学等。南京航空航天大学的双转子试验台采用现在较为普遍的驱动方式，内转子由电机驱动，外转子由皮带驱动，外转子与内转子之间安装中介轴承来传递速度差，支撑结构带有鼠笼弹性支撑，主要用来进行转子动力学特性的分析。西北工业大学的内外转子都是由电机直接驱动的。清华大学和海军工程大学双转子试验台的驱动方式和南京航空航天大学一致，都是内转子由电机驱动，外转子由皮带驱动。这种驱动方式在现在国内双转子试验台运用最为普遍。

通过轴间轴承相耦合的双转子支承系统的动力学特性与单转子系统存在较大的差异，而现有的转子系统动力特性试验设备通常针对单转子系统设计，无法进行双转子结构动力特性试验研究。随着我国航空业的进一步发展，必须建设专门的双转子试验台开展双转子结构试验研究，从而更好的模拟发动机转子实际工作状态，并获取准确的试验数据。本发明提出的气动涡轮驱动式双转子试验台通过机械结构相似性以及动力学相似性进行设计，外转子驱动提出了气动涡轮驱动的方式，可用于内、外转子相耦合的双转子–支承系统动力特性(诸如临界转速、振型以及支承的阻尼和减振特性等)的试验研究、单、双转子系统振动主动控制试验研究以及用于航空发动机及其转子系统振动故障的模拟和研究。

发明内容

本发明的目的在于双转子支承系统的动力学特性研究以及对航空发动机及其转子系统振动故障进行模拟和研究，可模拟的故障类型有不对中、不平衡以及转子碰磨。在转子驱动方式上，外转子提出了气动涡轮驱动的方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为气动涡轮驱动式试验台，该试验台包括转子系统、动力系统、润滑系统、测试系统和安全监测系统。

转子结构为靠中介轴承5传递转速的双转子形式，采用整体式支撑装置2安装于T型钢支架6上，内转子3由三套支撑装置2和中介轴承5支撑并由电机驱动，每个外转子4均由一套支撑装置2和中介轴承5支撑并由气动涡轮驱动；每套支撑装置2都采用鼠笼弹性支撑20和弹性环式挤压油膜阻尼器17相结合的减振结构；碰磨装置1使得内壁为锥形的碰磨内环27发生局部和整体形变或使碰磨内环27发生轴向位移，进而改变叶轮与碰磨内环之间整体和局部的间隙大小；试验台的供油对象为支撑装置2中的轴承18的润滑与冷却供油与弹性环式挤压油膜阻尼器17的油膜供油；试验台运行时，通过不同传感器实时监测进出润滑油的各个参数以及内外转子的动态特性参数，来获取试验数据并保证试验台安全运行；通过模拟机匣的筒体以及外保护罩罩住转子系统，将试验台放置在单独的房间来保证试验台运转时的安全。

转子系统中的内转子3和外转子4之间安装有中介轴承5；内转子3包括内转子轴9、风扇轮盘7、低压压气机轮盘8和低压涡轮轮盘10；风扇轮盘7与转子轴9之间采用螺钉连接，方便更换，低压压气机轮盘8和低压涡轮轮盘10通过涨紧套安装在内转子轴9上，以实现轴向位置可调。

外转子4包括外转子轴12、高压压气机轮盘11以及高压气动涡轮13；外转子轴12为一空心转轴，高压压气机轮盘11与外转子轴12之间采用轮毂连接，通过高压气体驱动高压气动涡轮13实现外转子4的转动。风扇轮盘7、低压压气机轮盘8和低压涡轮轮盘10以及高压压气机轮盘11周边分布都分布有不平衡孔，通过不平衡孔模拟多种不平衡故障现象。

动力系统包括驱动内转子3和驱动外转子4两部分；采用电机–增速器驱动转子系统中的内转子3，由交流电动机通过高速齿轮箱带动内转子3高速转动，交流电动机由ABB变频器控制。转子系统中的外转子4采用气动涡轮驱动，由压缩空气带动安装于外转子4上的高压气动涡轮13，通过调节安装在外转子4的气动涡轮空气流量控制、调整外转子4的转速。压缩空气由空压机提供，压缩空气进入稳压箱后，流经调压阀后再流出喷嘴冲击气动涡轮，驱动外转子4旋转。外转子4的转速由转速变送器检测后，转速传感器将转速数据反馈至转速控制器，通过控制调压阀的开度控制压缩气体流量进而调节外转子4的转速。控制系统为反馈控制系统，当外界干扰使得系统的转速发生变化时，转速信息反馈至系统输入端与设定转速比较并得到偏差信号，经过控制器及调节阀影响压缩气体流量来消除转速的变化。

内外转子通过支撑装置2整体悬空安装在T型钢支架6上。内转子3通过三套均匀分布的支撑装置2上实现三点支撑；外转子4由两点支撑，一点支撑由支撑装置2提供，另一点支撑由中介轴承5提供。

在支撑装置2中采用了鼠笼弹性支撑20以及弹性环式挤压油膜阻尼器17相结合的结构，由于部件较多，故将支撑装置2组合为一个整体结构。

支撑装置2包括上左压盖14、下左压盖15、轴承座16、弹性环式挤压油膜阻尼器17、轴承18、封油胶圈19、鼠笼弹性支撑20、上右压盖21、下右压盖22、上支撑架23和下支撑架24；上左压盖14上设有一个弹性环式挤压油膜阻尼器供油口以及两个孔径不同的轴承润滑与冷却供油口；下左压盖15上设有两个孔径不同的轴承润滑与冷却供油口以及一个滑油出口；轴承座16与上左压盖14、下左压盖15的对应处设有弹性环式挤压油膜阻尼器供油口与滑油出口，轴承座16底部具有定位凸槽，下支撑架24具有与定位凸槽相对应的定位凹槽。将弹性环式挤压油膜阻尼器17安装在鼠笼弹性支撑20上，鼠笼弹性支撑20的凹槽内设有封油胶圈19，轴承18安装在鼠笼弹性支撑20内部，然后鼠笼弹性支撑20安装在轴承座16中；上左压盖14、下左压盖15通过螺钉固定形成左压盖，上右压盖21、下右压盖22通过螺钉固定形成右压盖，上支撑架23和下支撑架24上下对称连接组成支撑架，左压盖和右压盖对称布置在支撑架中。每套支撑装置2根据轴径的不同其内部尺寸也相应不同。

碰磨装置1包括碰磨外环26、碰磨内环27、内环压盖28、轴向顶块25。碰磨外环26、碰磨内环27和内环压盖28都开有一定的间隙，碰磨内环27嵌入碰磨外环26中，由螺钉固定内环压盖28压紧，碰磨内环27内圈带有与叶片边缘配套的锥度，碰磨外环26一圈分布有螺钉孔。

润滑系统的供油对象包括支撑装置2和中介轴承5供油。每套支撑装置有两个供油部位，一个是弹性环式挤压油膜阻尼器17的油膜供油，另一个是轴承18在高速转动时的润滑和冷却供油。中介轴承5的润滑油通过油管直接喷淋到轴承处。支撑装置2内部存在油路，每套支撑装置2中包含一个弹性环式挤压油膜阻尼器油膜供油口，四个轴承润滑与冷却供油口以及一个滑油出口。

外部油路包括进油油路和出油油路，两台油泵分别安装在两条油路上，进油管路和出油管路都使用不锈钢管道，出油管道直径较大。进油管路与中介轴承5供油管以及各个支撑装置2油膜滑油入口和轴承润滑与冷却滑油入口相连；中介轴承5供油管处以及每个支撑装置2的润滑与冷却滑油总入口和油膜滑油入口都安装有阀门，总进油管路上安装有温度传感器，油膜滑油入口处安装有压力传感器，轴承润滑与冷却滑油总入口处安装压力传感器以及流量传感器，中介轴承5供油管处安装压力传感器以及流量传感器；出油管路中的油泵负责将油抽出，出油管路中各个润滑油出口支路安装有温度传感器以及油品分析传感器。

测试系统主要有两部分：一个是转子系统的动态特性参数，另一个是滑油系统的各个参数。测试系统由数据采集系统、振动传感器以及用于试验数据处理及模型修正的转子动力学分析软件构成。测试系统测量并记录转子的临界转速、振型、轴心轨迹、稳态响应、瞬态响应、不平衡量等。测试参数有振动加速度、速度、位移、应变、转速、轴承温度、油膜压力等。系统配套相应的位移、加速度、温度、流量、油膜压力、油品分析传感器及配套信调。用于采集试验转子动态特性参数的数据采集系统硬件技术指标为：转速通道：2CH；采集通道数：32路；精度：24位；动态范围：120dB；信号带宽：40kHz；实时分析带宽20kHz；采样频率：204kHz。

安全监测系统通过各个传感器以及信号采集系统实时监测转子的运行情况，传感器类型包括温度传感器、压力传感器、流量传感器和油品分析传感器；监测包括内外转子的转速和振动以及润滑油的压力、温度和油品特性等数据，一旦发现转子系统超速、振动过大或者润滑油温度过高、铁素量超标，立即停止试验；双转子试验台用来模拟机匣的圆形筒体具有一定的防护作用；在双转子试验台上安装较厚的保护罩，将转子试验器整个罩住，使得它与周围环境相隔离使双转子试验台与操作人员隔离开；将双转子试验台安装在一个独立的房间内，房间一侧安装钢化夹层玻璃，操作人员在外面进行试验的操作。

试验台中所用中介轴承5采用性能比较好的航空专用轴承。驱动内转子3的交流电动机选用小惯量交流电动机，以提高内转子转速控制系统的反应速度。内转子轴9中风扇轮盘段轴的刚度比低压压气机涡轮段轴的刚度大，因此风扇轴的直径相对涡轮轴的直径大，同时风扇轴的尺寸变化处平滑过渡。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.现有双转子试验台外转子较为常见驱动方法是通过齿轮驱动或者通过皮带驱动。齿轮传动一般是由电机带动锥齿轮转动进而使转子转动的，采用这种方法会增加外转子的刚性，因为外转子在锥齿轮的传动处相当于增加了一个支点。由于转子结构的影响齿轮箱将建在试验器上，这将大大增加试验台的重量以及复杂性。而且外转子与齿轮之间产生的振动会发生相互传递，这将严重改变转子原本的动力学特性。

皮带驱动是现在双转子试验台普遍采用的一种外转子驱动方式，它是由电机带动皮带轮转动进而驱动皮带使得外转子旋转，它所占试验器的空间较小，使得试验器较为简单，保证了试验台的可靠性。但是，虽然可以通过将驱动电机建在试验台外侧来减小振动的传递，电机振动引起的皮带振动还是会有很大一部分传递到外转子上，这会在很大程度上影响到转子原有的动力学特性，而且皮带驱动存在打滑现象并且控制精度较低，这件不利于外转子的动力学特性测试。

为了更好的模拟真实情况下航空发动机外转子的驱动方式，本发明采用气动涡轮驱动外转子，通过调节安装在外转子的气动涡轮空气流量控制、调整转子转速。控制系统为反馈控制系统，当系统转速受外界干扰可实现快速自动调节，提高了外转子转速的稳定性和精确性。采用压缩空气驱动方法还有一个额外的好处，摸清气动涡轮转速控制规律后，需要时可以方便的让设备具备三转子试验的能力。

2.传统固定于底座的轴承座支撑方式限制了转子的振动，为模拟真实航空发动机内外转子的支撑方式，本发明转子系统通过支撑装置2悬空安装于T型钢支架6上，具有更高的自由度，使得转子运行时的动力学特性更加接近所模拟的航空发动机。

3.本发明将支撑装置2设计为一个整体，很大程度上减小了试验台安装的复杂性，利于维修，并且可根据不同情况实现转子系统·支撑点的增加或减少。在支撑装置外环加钢制筒体可模拟机匣，由于转子悬空安装，转子振动通过支撑装置2传递到筒体上，因此通过在筒体外部安装传感器可测量振动现象，可用来研究转子振动对机匣的影响，同时钢制筒体还可以起到一定的保护作用。

4.本发明可用来模拟多种故障类型：

a.碰磨故障：本发明的碰磨装置1由顶部带紧螺栓29周边带顶螺钉的碰磨外环26、带有锥形内环的碰磨内环27、内环压盖28以及轴向顶块25组成。内转子轴9与风扇轮盘7为螺钉连接，在试验时可用于研究不同质量、大小以及材料的风扇轮盘的试验效果；通过调节碰磨外环26顶部的紧螺栓29使得碰磨内环发生收缩或者拧轴向顶块25的螺钉使得碰磨装置1轴向移动，实现对风扇轮盘7与碰磨内环27整体轴向间隙的调整；通过拧碰磨外环26不同位置的顶螺钉可实现风扇轮盘7与碰磨内环27局部间隙的调节。

b.不对中故障：本发明的转子系统是通过架在T型钢支架6上的五个互不影响支撑装置2所支撑的，支撑装置与T型钢支架6通过螺栓连接，通过在各个支撑装置2与T型钢支架6的接触位置加垫片可模拟不对中现象；T型钢支架6通过螺栓固定于底座上，通过在T型钢支架6与底座不同连接位置处加垫片可实现转子系统整体的不对中现象。

c.不平衡故障：本发明转子系统中风扇轮盘7、低压压气机轮盘8、低压涡轮轮盘10以及高压压气机轮盘12边缘处都设计有不平衡螺栓孔，可以用来模拟多种不平衡情况。

5.本发明所用的测试系统由数据采集系统、振动传感器以及用于试验数据处理及模型修正的转子动力学分析软件构成。测试系统测量并记录转子的临界转速、振型、轴心轨迹、稳态响应、瞬态响应、不平衡量等。测试参数有振动加速度、速度、位移、应变、转速、轴承温度、油膜压力等。系统配套相应的位移、加速度、温度、流量、油膜压力、油品分析传感器及配套信调。

附图说明

图1气动涡轮式双转子试验台整体安装流程图；

图2气动涡轮式双转子试验台主体结构图。

图3气动涡轮式双转子试验台主体结构立面图。

图4转子系统内转子模型图；

图5转子系统外转子模型图；

图6外转子转速控制系统原理图；

图7支撑装置结构图；

图8碰磨装置结构图；

图9润滑系统内部油路图；

图10润滑系统外部油路图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明的运转作进一步说明，本发明的内容包含一整套气动涡轮式双转子试验台系统：

如附图1，内转子3驱动系统包括交流电动机和高速齿轮箱，由交流电动机通过高速齿轮箱带动内转子高速转动。选用小惯量交流电动机以提高内转子转速控制系统的反应速度，交流电动机由ABB变频器控制。外转子4采用气动涡轮驱动，驱动系统包括空压机组及配套管路、空气过滤、干燥处理设备和用于精密流量调节的空气调节单元(阀组)，由压缩空气带动安装于外转子4上的高压气动涡轮13，通过调节安装在外转子4的气动涡轮空气流量控制、调整外转子转速。压缩空气由空压机提供，压缩空气进入稳压箱后，流经调压阀后再流出喷嘴冲击气动涡轮，驱动其旋转。外转子转速由转速变送器检出后，反馈至转速控制器，通过控制调压阀的开度调节气体压力进而调节外转子转速。控制系统为反馈控制系统，当外界干扰使得系统的转速发生变化时，转速信息反馈至系统输入端与设定转速比较并得到偏差信号，经过控制器及调节阀影响压缩气体流量来消除转速的变化。外转子转速控制系统原理图如附图6。

本发明支撑与减振装置为一体式结构，支撑装置2结构图如附图5所示，采用弹性环式挤压油膜阻尼器17与鼠笼弹性支撑20相结合的结构实现减振，由于需要对弹性环式挤压油膜阻尼器供油并且在运转时需要对轴承进行润滑与冷却，因此在支撑装置2内部存在润滑油油路，内部油路图如附图9所示。

故障模拟：

a.碰磨故障：内转子轴9与风扇轮盘7为螺钉连接，在试验时通过更换不同质量、大小以及材料的风扇轮盘来进行试验测试；通过调节碰磨外环26顶部的紧螺栓29使得碰磨内环发生收缩或者拧轴向顶块25的螺钉使得碰磨装置1轴向移动，实现对风扇轮盘7与碰磨内环27整体轴向间隙的调整；通过拧碰磨外环26不同位置的顶螺钉可实现风扇轮盘7与碰磨内环27局部间隙的调节。

b.不对中故障：通过在各个支撑装置2与T型钢支架6的接触位置加垫片可模拟不对中现象；通过在T型钢支架6与底座不同连接位置处加垫片可实现转子系统整体的不对中现象。

c.不平衡故障：通过在风扇轮盘7、低压压气机轮盘8、低压涡轮轮盘10以及高压压气机轮盘12上加不平衡配重，可以用来模拟多种不平衡情况。

Claims (7)

1.气动涡轮驱动式试验台，其特征在于：该试验台包括转子系统、动力系统、润滑系统、测试系统和安全监测系统；

转子结构为靠中介轴承(5)传递转速的双转子形式，采用整体式支撑装置(2)安装于T型钢支架(6)上，内转子(3)由三套支撑装置(2)和中介轴承(5)支撑并由电机驱动，每个外转子(4)均由一套支撑装置(2)和中介轴承(5)支撑并由气动涡轮驱动；每套支撑装置(2)都采用鼠笼弹性支撑(20)和弹性环式挤压油膜阻尼器(17)相结合的减振结构；碰磨装置(1)使得内壁为锥形的碰磨内环(27)发生局部和整体形变或使碰磨内环(27)发生轴向位移，进而改变叶轮与碰磨内环之间整体和局部的间隙大小；试验台的供油对象为支撑装置(2)中的轴承(18)与冷却供油与弹性环式挤压油膜阻尼器(17)的油膜；试验台运行时，通过不同传感器实时监测进出润滑油的各个参数以及内外转子的动态特性参数，来获取试验数据并保证试验台安全运行；通过模拟机匣的筒体以及外保护罩罩住转子系统，将试验台放置在单独的房间来保证试验台运转时的安全；

转子系统中的内转子(3)和外转子(4)之间安装有中介轴承(5)；内转子(3)包括内转子轴(9)、风扇轮盘(7)、低压压气机轮盘(8)和低压涡轮轮盘(10)；风扇轮盘(7)与内转子轴(9)之间采用螺钉连接，方便更换，低压压气机轮盘(8)和低压涡轮轮盘(10)通过涨紧套安装在内转子轴(9)上，以实现轴向位置可调；

外转子(4)包括外转子轴(12)、高压压气机轮盘(11)以及高压气动涡轮(13)；外转子轴(12)为一空心转轴，高压压气机轮盘(11)与外转子轴(12)之间采用轮毂连接，通过高压气体驱动高压气动涡轮(13)实现外转子(4)的转动；风扇轮盘(7)、低压压气机轮盘(8)和低压涡轮轮盘(10)以及高压压气机轮盘(11)周边分布有不平衡孔，通过不平衡孔模拟多种不平衡故障现象；

动力系统包括驱动内转子(3)和驱动外转子(4)两部分；采用电机–增速器驱动转子系统中的内转子(3)，由交流电动机通过高速齿轮箱带动内转子(3)高速转动，交流电动机由ABB变频器控制；转子系统中的外转子(4)采用气动涡轮驱动，由压缩空气带动安装于外转子(4)上的高压气动涡轮(13)，通过调节外转子(4)的气动涡轮空气流量控制、调整外转子(4)的转速；压缩空气由空压机提供，压缩空气进入稳压箱后，流经调压阀后再流出喷嘴冲击气动涡轮，驱动外转子(4)旋转；外转子(4)的转速由转速变送器检测后，转速传感器将转速数据反馈至转速控制器，通过控制调压阀的开度控制压缩气体流量进而调节外转子(4)的转速；控制系统为反馈控制系统，当外界干扰使得系统的转速发生变化时，转速信息反馈至系统输入端与设定转速比较并得到偏差信号，经过控制器及调节阀影响压缩气体流量来消除转速的变化；

内外转子通过支撑装置(2)整体悬空安装在T型钢支架(6)上；内转子(3)通过三套均匀分布的支撑装置(2)实现三点支撑；外转子(4)由两点支撑，一点支撑由支撑装置(2)提供，另一点支撑由中介轴承(5)提供；

在支撑装置(2)中采用了鼠笼弹性支撑(20)以及弹性环式挤压油膜阻尼器(17)相结合的结构，由于部件较多，故将支撑装置(2)组合为一个整体结构；

润滑系统的供油对象包括支撑装置(2)和中介轴承(5)；每套支撑装置有两个供油部位，一个是弹性环式挤压油膜阻尼器(17)的油膜供油，另一个是轴承(18)在高速转动时的润滑和冷却供油；中介轴承(5)的润滑油通过油管直接喷淋到轴承处；支撑装置(2)内部存在油路，每套支撑装置(2)中包含一个弹性环式挤压油膜阻尼器油膜供油口，四个轴承润滑与冷却供油口以及一个滑油出口；

外部油路包括进油油路和出油油路，两台油泵分别安装在两条油路上，进油油路和出油油路都使用不锈钢管道，出油油路的管道直径较大；进油油路与中介轴承(5)供油管以及各个支撑装置(2)油膜滑油入口和轴承润滑与冷却滑油入口相连；中介轴承(5)供油管处以及每个支撑装置(2)的润滑与冷却滑油总入口和油膜滑油入口都安装有阀门，总进油油路上安装有温度传感器，油膜滑油入口处安装有压力传感器，轴承润滑与冷却滑油总入口处安装压力传感器以及流量传感器，中介轴承(5)供油管处安装压力传感器以及流量传感器；出油油路中的油泵负责将油抽出，出油油路中各个润滑油出口支路安装有温度传感器以及油品分析传感器；

测试系统主要有两部分：一个是转子系统的动态特性参数，另一个是润滑系统的各个参数；测试系统由数据采集系统、振动传感器以及用于试验数据处理及模型修正的转子动力学分析软件构成；测试系统测量并记录转子的临界转速、振型、轴心轨迹、稳态响应、瞬态响应、不平衡量；测试参数有振动加速度、速度、位移、应变、转速、轴承温度、油膜压力；系统配套相应的位移、加速度、温度、流量、油膜压力、油品分析传感器及配套信调；用于采集试验转子动态特性参数的数据采集系统硬件技术指标为：转速通道：2CH；采集通道数：32路；精度：24位；动态范围：120dB；信号带宽：40kHz；实时分析带宽20kHz；采样频率：204kHz；

安全监测系统通过各个传感器以及信号采集系统实时监测转子的运行情况，传感器类型包括温度传感器、压力传感器、流量传感器和油品分析传感器；监测包括内外转子的转速和振动以及润滑油的压力、温度和油品特性数据，一旦发现转子系统超速、振动过大或者润滑油温度过高、铁素量超标，立即停止试验；双转子试验台用来模拟机匣的圆形筒体具有一定的防护作用；在双转子试验台上安装较厚的保护罩，将转子试验器整个罩住，使得它与周围环境相隔离使双转子试验台与操作人员隔离开；将双转子试验台安装在一个独立的房间内，房间一侧安装钢化夹层玻璃，操作人员在外面进行试验的操作。

2.根据权利要求1所述的气动涡轮驱动式试验台，其特征在于：支撑装置(2)包括上左压盖(14)、下左压盖(15)、轴承座(16)、弹性环式挤压油膜阻尼器(17)、轴承(18)、封油胶圈(19)、鼠笼弹性支撑(20)、上右压盖(21)、下右压盖(22)、上支撑架(23)和下支撑架(24)；上左压盖(14)上设有一个弹性环式挤压油膜阻尼器供油口以及两个孔径不同的轴承润滑与冷却供油口；下左压盖(15)上设有两个孔径不同的轴承润滑与冷却供油口以及一个滑油出口；轴承座(16)与上左压盖(14)、下左压盖(15)的对应处设有弹性环式挤压油膜阻尼器供油口与滑油出口，轴承座(16)底部具有定位凸槽，下支撑架(24)具有与定位凸槽相对应的定位凹槽；将弹性环式挤压油膜阻尼器(17)安装在鼠笼弹性支撑(20)上，鼠笼弹性支撑(20)的凹槽内设有封油胶圈(19)，轴承(18)安装在鼠笼弹性支撑(20)内部，然后鼠笼弹性支撑(20)安装在轴承座(16)中；上左压盖(14)、下左压盖(15)通过螺钉固定形成左压盖，上右压盖(21)、下右压盖(22)通过螺钉固定形成右压盖，上支撑架(23)和下支撑架(24)上下对称连接组成支撑架，左压盖和右压盖对称布置在支撑架中；每套支撑装置(2)根据轴径的不同其内部尺寸也相应不同。

3.根据权利要求1所述的气动涡轮驱动式试验台，其特征在于：碰磨装置(1)包括碰磨外环(26)、碰磨内环(27)、内环压盖(28)、轴向顶块(25)；碰磨外环(26)、碰磨内环(27)和内环压盖(28)都开有一定的间隙，碰磨内环(27)嵌入碰磨外环(26)中，由螺钉固定内环压盖(28)压紧，碰磨内环(27)内圈带有与叶片边缘配套的锥度，碰磨外环(26)一圈分布有螺钉孔。

4.根据权利要求1所述的气动涡轮驱动式试验台，其特征在于：试验台中所用中介轴承(5)采用航空专用轴承。

5.根据权利要求1所述的气动涡轮驱动式试验台，其特征在于：驱动内转子(3)的交流电动机选用小惯量交流电动机，以提高内转子转速控制系统的反应速度。

6.根据权利要求1所述的气动涡轮驱动式试验台，其特征在于：内转子轴(9)中风扇轮盘段轴的刚度比低压压气机轮盘的段轴的刚度大，因此风扇轴的直径相对涡轮轴的直径大，同时风扇轴的尺寸变化处平滑过渡。

7.根据权利要求1所述的气动涡轮驱动式试验台，其特征在于：故障模拟：

a.碰磨故障：内转子轴(9)与风扇轮盘(7)为螺钉连接，在试验时通过更换不同质量、大小以及材料的风扇轮盘来进行试验测试；通过调节碰磨外环(26)顶部的紧螺栓(29)使得碰磨内环发生收缩或者拧轴向顶块(25)的螺钉使得碰磨装置(1)轴向移动，实现对风扇轮盘(7)与碰磨内环(27)整体轴向间隙的调整；通过拧碰磨外环(26)不同位置的顶螺钉可实现风扇轮盘(7)与碰磨内环(27)局部间隙的调节；

b.不对中故障：通过在各个支撑装置(2)与T型钢支架(6)的接触位置加垫片可模拟不对中现象；通过在T型钢支架(6)与底座不同连接位置处加垫片可实现转子系统整体的不对中现象；

c.不平衡故障：通过在风扇轮盘(7)、低压压气机轮盘(8)、低压涡轮轮盘(10)以及高压压气机轮盘(11)上加不平衡配重，可以用来模拟多种不平衡情况。

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