CN109238689B - 转子扭转振动激振器 - Google Patents

转子扭转振动激振器 Download PDF

Info

Publication number
CN109238689B
CN109238689B CN201811064651.1A CN201811064651A CN109238689B CN 109238689 B CN109238689 B CN 109238689B CN 201811064651 A CN201811064651 A CN 201811064651A CN 109238689 B CN109238689 B CN 109238689B
Authority
CN
China
Prior art keywords
magnetic excitation
disc
torsional vibration
vibration exciter
magnetic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201811064651.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109238689A (zh
Inventor
王维民
翟功涛
韩长坤
陈子文
张登鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing University of Chemical Technology
Original Assignee
Beijing University of Chemical Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing University of Chemical Technology filed Critical Beijing University of Chemical Technology
Priority to CN201811064651.1A priority Critical patent/CN109238689B/zh
Publication of CN109238689A publication Critical patent/CN109238689A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109238689B publication Critical patent/CN109238689B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M13/00—Testing of machine parts
    • G01M13/02—Gearings; Transmission mechanisms
    • G01M13/027—Test-benches with force-applying means, e.g. loading of drive shafts along several directions
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M7/00—Vibration-testing of structures; Shock-testing of structures
    • G01M7/02—Vibration-testing by means of a shake table
    • G01M7/025—Measuring arrangements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了转子扭转振动激振器，包括扭转激振器和信号处理模块；信号处理模块通过对测量的各电信号频率所对应的振幅数值进行分析，选其振幅峰值状况下的扭转电信号加载频率，从而得出对应着轴系统的固有频率的模块结构。磁力激振盘上径向开有3排阶梯螺纹孔，根据实验要求能将带有强力磁铁的螺母装入不同的孔，能够实现不同的扭矩下的扭振测量试验。扭振激振器的磁力激振盘a、磁力激振盘b上的磁铁螺母同时安装N极磁铁能够实现同极相斥的磁力激励，磁力激振盘a、磁力激振盘b上的磁铁螺母分别安装N极、S极，磁力激振盘a、磁力激振盘b即能实现异极相吸，又能够实现激振器对轴系统的两种不同的激振方式。

Description

转子扭转振动激振器
技术领域
本发明涉及旋转机械的激振技术领域，特别是涉及一种扭转振动激振器。
背景技术
旋转技术轴系统在运行过程中，由于扭矩载荷的波动会发生扭振现象，诸如汽轮机，离心压缩机，汽车和船舶内燃机，螺旋桨驱动系统，旋转泵等。当这样的动态载荷中的某个频率成分与轴系统结构固有扭转频率趋于一致时，轴系统可能会产生剧烈的扭转共振，这极易导致零部件的损坏和失效，同时还会向外界辐射令人难以容忍的振动和噪声。因此在轴系统产品设计开发、产品改进或者故障诊断的过程中，经常需要通过模态分析技术测量其固有扭转频率，扭转激振器即是该测试系统的组成设备之一。
除了运用于旋转机械的模态分析，扭转激振器还可以对于轴系统实施各种扭振实验，比如产品耐久性实验，产品扭振响应实验等等。
本发明所述的装置作为旋转机械扭转激振器，与相应的振动试验控制模块配合使用以测试分析旋转机械轴系的扭转固有频率，或者对其实施各种扭振实验。该技术领域的另一类实验装置是液压扭转激振器，他虽然可以有很大的输出扭矩，但受制于液体的特性，其工作频率上限仅有100-150Hz。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种转子扭转振动激振器及其实现方法，可运用于旋转机械的模态分析，对于旋转轴系统实施各种扭振实验，产品扭振响应实验。
本发明所采用的技术方案是：一种转子扭转振动激振器，包括扭转激振器和信号处理模块；信号处理模块通过对测量的各电信号频率所对应的振幅数值进行分析，选其振幅峰值状况下的扭转电信号加载频率，从而得出对应着轴系统的固有频率的模块结构。
与现有技术相比，本发明的有益效果是所述磁力激振盘上径向开有3排阶梯螺纹孔，根据实验要求能将带有强力磁铁的螺母装入不同的孔，能够实现不同的扭矩下的扭振测量试验。
扭振激振器的磁力激振盘a、磁力激振盘b上的磁铁螺母同时安装N极磁铁能够实现同极相斥的磁力激励，磁力激振盘a、磁力激振盘b上的磁铁螺母分别安装N极、S极，磁力激振盘a、磁力激振盘b即能实现异极相吸，又能够实现激振器对轴系统的两种不同的激振方式。
附图说明
图1为扭转激振器整体结构示意图。
图2为扭转激振器局部放大结构示意图。
图3为扭振测试系统结构示意图。
图4为激振器结构示意图。
图中：1、电机，2、第一联轴器，3、转轴，4、滚动轴承，5、支座，6、磁力激振盘b，7、螺纹磁铁，8、磁力激振盘a，9、轴承，10、第二联轴器，11、激光传感器，12、强力磁铁。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
如图1-2所示，转子扭转振动激振器安装在轴系统试验台上，轴系统试验台上的电机1通过第一联轴器2与转轴3连接，转轴3通过两个对称的滚动轴承4固定在两个轴承座5上；磁力激振盘b6安装在转轴3上。
磁力激振盘a8固定在底座上且与磁力激振盘b6相对。
磁力激振盘b6与磁力激振盘a8的周向上设有齿条，每个齿条上布设有阶梯通孔；转轴3上固接有磁力激振盘b6，螺纹磁铁7安装在磁力激振盘b6与磁力激振盘a8上的阶梯通孔中。
与磁力激振盘b6相对安装有磁力激振盘a8，磁力激振盘a8通过轴承9固定在转轴3上；转轴3的另一端通过第二联轴器10与被测转子刚性连接。
电机1带动转轴3和磁力激振盘b6旋转；当磁力激振盘b6的齿条上安装N极或S极磁铁螺母时，磁力激振盘a8对应圆周的孔上安装N极或S极磁铁螺母，实现排斥激励。
当磁力激振盘b6的齿条上安装N极或S极磁铁螺母时，磁力激振盘a8对应的圆周的孔上安装S极或N极磁铁螺母，实现吸引激励。
当螺纹磁铁7安装在圆盘的不同圆周孔上时，又能够实现不同扭矩条件下的扭转振动测量。
通过改变磁力激振盘a8的不同激励方式，达到能够测试分析旋转机械轴系的扭转固有频率，或者对其实施各种扭振实验的功能。
信号处理模块通过对测量的各电信号频率所对应的振幅数值进行分析，选振幅数值的峰值状况下扭转电信号加载频率，从而得出对应着轴系统的固有频率的模块结构。
信号处理模块通过两个相对安装的激光传感器11与磁力激振盘b6相连，随轴同步运动的等分磁力激振盘b6的齿条在光电激光传感器11中感应出类正弦波形，此波形即是携带扭转信息的调制信号，该信号即通过激光传感器11进入信号处理模块，通过信号调理器对其进行限幅、整形及放大等处理，输出矩形脉冲信号，再经数据采集卡进入计算机终端进行后期信号分析处理。两个光电激光传感器11的对称安装布置有效消除弯曲振动的影响。
扭转激振器是用以产生激振的功能部件，磁力激振盘a8固定在固定支座上。
磁场发生器件设置在磁力激振盘上。
所述磁力激振盘圆周上开有8*3个阶梯螺纹孔能够根据实验要求安装螺纹磁铁。
所述螺纹磁铁是在标准螺钉中间钻一定深度的孔，然后在孔内加入强力磁铁，安装在阶梯孔上产生磁力，阶梯孔不打通。
图3为扭振测试系统结构示意图。
图4为激振器结构示意图。

Claims (7)

1.转子扭转振动激振器，其特征在于：包括扭转激振器和信号处理模块；转子扭转振动激振器安装在轴系统试验台上，轴系统试验台上的电机(1)通过第一联轴器(2)与转轴(3)连接，转轴(3)通过两个对称的滚动轴承(4)固定在两个轴承座(5)上；磁力激振盘b(6)安装在转轴(3)上；
磁力激振盘a(8)固定在底座上且与磁力激振盘b(6)相对；
磁力激振盘b(6)与磁力激振盘a(8)的周向上设有齿条，每个齿条上布设有阶梯通孔；转轴(3)上固接有磁力激振盘b(6)，螺纹磁铁(7)安装在磁力激振盘b(6)与磁力激振盘a(8)上的阶梯通孔中；
磁力激振盘a(8)通过轴承(9)固定在转轴(3)上；转轴(3)的另一端通过第二联轴器(10)与被测转子刚性连接；
电机(1)带动转轴(3)和磁力激振盘b(6)旋转；当磁力激振盘b(6)的齿条上安装N极或S极磁铁螺母时，磁力激振盘a(8)对应圆周的孔上安装N极或S极磁铁螺母，实现排斥激励；信号处理模块通过对测量的各电信号频率所对应的振幅数值进行分析，选振幅数值的峰值状况下扭转电信号加载频率，从而得出对应着轴系统的固有频率的模块结构；
信号处理模块通过两个相对安装的光电激光传感器(11)与磁力激振盘b(6)相连，随轴同步运动的等分磁力激振盘b(6)的齿条在光电激光传感器(11)中感应出类正弦波形，此波形即是携带扭转信息的调制信号，该调制信号即通过光电激光传感器(11)进入信号处理模块，通过信号调理器对其进行限幅、整形及放大处理，输出矩形脉冲信号，再经数据采集卡进入计算机终端进行后期信号分析处理；两个光电激光传感器(11)的对称安装布置有效消除弯曲振动的影响。
2.根据权利要求1所述的转子扭转振动激振器，其特征在于：当磁力激振盘b(6)的齿条上安装N极或S极磁铁螺母时，磁力激振盘a(8)对应的圆周的孔上安装S极或N极磁铁螺母，实现吸引激励。
3.根据权利要求1所述的转子扭转振动激振器，其特征在于：当螺纹磁铁(7)安装在圆盘的不同圆周孔上时，又能够实现不同扭矩条件下的扭转振动测量。
4.根据权利要求1所述的转子扭转振动激振器，其特征在于：通过改变磁力激振盘a(8)的不同激励方式，达到能够测试分析旋转机械轴系的扭转固有频率，或者对其实施各种扭振实验的功能。
5.根据权利要求1所述的转子扭转振动激振器，其特征在于：扭转激振器是用以产生激振的功能部件，磁力激振盘a(8)固定在固定支座上。
6.根据权利要求1所述的转子扭转振动激振器，其特征在于：所述磁力激振盘b(6)与磁力激振盘a(8)的圆周上开有8*3个阶梯螺纹孔能够根据实验要求安装螺纹磁铁(7)。
7.根据权利要求1所述的转子扭转振动激振器，其特征在于：所述螺纹磁铁(7)是在标准螺钉中间钻一定深度的孔，然后在孔内加入强力磁铁，安装在阶梯孔上产生磁力，阶梯孔不打通。
CN201811064651.1A 2018-09-12 2018-09-12 转子扭转振动激振器 Active CN109238689B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811064651.1A CN109238689B (zh) 2018-09-12 2018-09-12 转子扭转振动激振器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811064651.1A CN109238689B (zh) 2018-09-12 2018-09-12 转子扭转振动激振器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109238689A CN109238689A (zh) 2019-01-18
CN109238689B true CN109238689B (zh) 2021-03-26

Family

ID=65057982

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811064651.1A Active CN109238689B (zh) 2018-09-12 2018-09-12 转子扭转振动激振器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109238689B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112857723B (zh) * 2021-01-21 2022-01-11 华中科技大学 一种转轴扭振的实验测试方法及装置
CN114323656B (zh) * 2021-12-31 2023-04-28 哈尔滨工业大学 一种同时产生高低频率激振力的机电一体化旋转激振装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100374216C (zh) * 2005-09-21 2008-03-12 天津大学 转子轴系扭振激振器
CN100557400C (zh) * 2007-11-13 2009-11-04 武汉理工大学 双质量飞轮扭转振动的激振方法及激振器
CN102410915A (zh) * 2011-07-27 2012-04-11 周其斗 一种电磁激振轴系加载装置
CN202494553U (zh) * 2011-12-16 2012-10-17 上海底特精密紧固件有限公司 横向振动试验机
CN104266813B (zh) * 2014-10-29 2017-08-22 吉林大华机械制造有限公司 一种磁力扭振激振器及磁力扭振激振系统
CN108072488A (zh) * 2016-11-17 2018-05-25 华晨汽车集团控股有限公司 一种间接测试轴系扭转刚度和模态的装置及测试方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109238689A (zh) 2019-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Tandon et al. A comparison of some condition monitoring techniques for the detection of defect in induction motor ball bearings
CN110567660B (zh) 一种弹性支承转子系统不平衡激励试验台及其弹性环刚度的测量方法
CN109238689B (zh) 转子扭转振动激振器
CN107246948B (zh) 一种电机振动特征频率的检测装置及方法
Spyropoulos et al. A Review on the Faults of Electric Machines Used in Electric Ships.
CN107167734A (zh) 一种基于孤极反馈的超声电机启动特性测试方法及装置
Hegde et al. Experimental investigation on detection of air gap eccentricity in induction motors by current and vibration signature analysis using non-invasive sensors
CN102435135B (zh) 永磁电机驱动的磁悬浮分子泵的转子悬浮中心测定方法
KR101314468B1 (ko) 공기베어링의 강성 및 감쇠계수 측정장치
CN112963496A (zh) 一种降低旋转机械多阶线谱振动的控制装置及控制方法
CN102425553A (zh) 磁悬浮分子泵的转子悬浮中心测定方法
Lee et al. Bearing fault detection of IPMSMs using zoom FFT
Obaid et al. Effect of load on detecting mechanical faults in small induction motors
Landi et al. High Performance Analog MEMS for IoT Based Condition Monitoring, Characterization with a Bearing Failure Emulation Test Bench
CN103234722A (zh) 飞轮壳疲劳试验装置及试验方法
Güçlü et al. Vibration analysis of induction motors with unbalanced loads
CN106197964B (zh) 一种磁悬浮双转子结构的试验装置
Kumar et al. Detection of gear fault using vibration analysis
CN113607417B (zh) 基于非接触式电磁激振器的径向滑动轴承动力特性测试装置
Sarma et al. Condition monitoring of rotating electrical machines
Irfan et al. Diagnosis of distributed faults in outer race of bearings via Park's transformation method
Rezig et al. Modelling and detection of bearing faults in Permanent Magnet Synchronous Motors
CN203250447U (zh) 转子动静碰摩声发射实验装置
Hulugappa et al. Condition monitoring of induction motor ball bearing using monitoring techniques
Tiirats et al. Analysis of mechanical vibrations caused by eccentricity in a slow-speed slotless permanent magnet generator

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant