CN112729679B - 电机转子高速动平衡试验装置 - Google Patents

电机转子高速动平衡试验装置 Download PDF

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Abstract

电机转子高速动平衡试验装置，其特征在于：包括支撑转子水平设置的支撑组件、驱动转子转动的驱动组件、在转子转动过程中给转子端部的轴承供油的油路和测量轴承温度的测温组件，轴承定位在支撑组件上，驱动组件与转子一端传动连接，油路开设在支撑组件上，测温组件设置在轴承上。本发明满足转子带轴承进行高速动平衡试验的需求，轴承承载及刚度与电机实际运行中相同，模拟电机实际装配及运行情况，提高电机转子高速动平衡试验的有效性和可靠性，提高试验装置的实用性，简化了电机转子高速动平衡试验的驱动连接结构，为电机转子的运转故障分析提供可靠的试验数据。

Description

电机转子高速动平衡试验装置
技术领域
本发明涉及电机转子高速动平衡试验装置，属于电机转子试验技术领域。
背景技术
目前，大多数电机转子只进行低速动平衡试验，并未对转子进行高速动平衡机试验。在汽轮机和透平机械等领域会对转子进行高速动平衡试验，对于批量的产品都有专用的支承瓦块，转子与联轴器进行直联。
现有技术的缺点：目前高速电机转子只能够在某个固定的转速下在进行低速动平衡，但对于柔性转子而言，转子在运行过程中会发生挠曲变形，尤其是在共振点转速范围内转子的动平衡量和发生动平衡量位置均会发生变化，因此低速动平衡无法满足柔性转子动平衡试验要求，易造成电机运行过程中振动超标。且带轴承转子无法通过现有支撑瓦块放置，联轴器也无法与转子直联，不能满足转子的高速动平衡试验。
发明内容
本发明提供的电机转子高速动平衡试验装置，满足转子带轴承进行高速动平衡试验的需求，轴承承载及刚度与电机实际运行中相同，模拟电机实际装配及运行情况，提高电机转子高速动平衡试验的有效性和可靠性，提高试验装置的实用性，简化了电机转子高速动平衡试验的驱动连接结构，为电机转子的运转故障分析提供可靠的试验数据。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
电机转子高速动平衡试验装置，其特征在于：包括支撑转子水平设置的支撑组件、驱动转子转动的驱动组件、在转子转动过程中给转子端部的轴承供油的油路和测量轴承温度的测温组件，轴承定位在支撑组件上，驱动组件与转子一端传动连接，油路开设在支撑组件上，测温组件设置在轴承上。
优选的，所述的支撑组件包括与轴承相对应的支撑座和套装在轴承上的中间环，轴承通过中间环定位在支撑座上。
优选的，所述的中间环为两瓣拼合结构且两瓣通过定位销对接，中间环通过沿周向均匀分布的螺钉与轴承固定，所述的支撑座包括底座和与底座拼合对接的上半环盖，中间环置于底座上，上半环盖固定在底座上将中间环环抱箍紧。
优选的，所述的底座上还装有用于阻挡转子运转过程中润滑油从轴承上向外飞溅的挡油板，挡油板呈两瓣拼合的圆盘形状且同轴设置在轴承的两侧，挡油板被环抱箍紧在底座和上半环盖之间。
优选的，在底座上开设有与中间环轴向定位配合的定位槽，中间环伸入至定位槽中，底座和上半环盖上分别具有半圆箍环，上半环盖固定在底座上使两个半圆箍环拼合并箍紧挡油板。
优选的，所述的驱动组件包括提供动力源的齿轮箱、与齿轮箱输出轴连接的联轴器和连接联轴器与转子端部的叶轮的驱动转接件，驱动转接件呈T字型，小端与联轴器形成止口配合并同轴连接，大端与叶轮形成止口配合并同轴连接。
优选的，所述的油路包括进油路和出油路，进油路从支撑座延伸至中间环且沿径向贯穿中间环，进油路的数量为两条，分别开设在支撑座和中间环的中部，并以中间环圆心为中心左右对称分布，进油路在支撑座上的开口与供油泵的出油管连接。
优选的，所述的挡油板与中间环沿轴向隔开，挡油板、中间环、底座和上半环盖合围成密封储油腔，所述的出油路从密封储油腔向底座延伸并贯穿底座，出油路在底座上的开口与供油泵的进油管连接。
优选的，所述的测温组件包括设置在转子一端的轴承上的推力轴承测温传感器和设置在转子另一端的轴承上的径向轴承测量传感器，推力轴承测温传感器的数量为两个，一个在轴承的主推力端面上，另一个设置在轴承的径向内侧面上，径向轴承测量传感器的数量为一个，设置在轴承与中间套套装的外壁上。
优选的，所述的测温组件为轴承上自带的测温元件。
发明的有益效果是：
1.本发明的电机转子高速动平衡试验装置中转子端部的轴承定位在支撑组件上，使轴承与转子一起进行高速动平衡试验，满足转子带轴承进行高速动平衡试验的需求，轴承承载及刚度与电机实际运行中相同，模拟电机实际装配及运行情况，提高电机转子高速动平衡试验的有效性和可靠性。
2.支撑组件中通过中间环与轴承套装，使轴承定位在中间环上，并用支撑座定位中间环，使轴承定位在支撑座上，更换不同的中间环即可定位不同规格的轴承，通用性更强，支撑座上的挡油板有效防止运转过程中轴承内的滑润油向外飞溅，提高试验装置的实用性。
3.驱动组件用齿轮箱作为动力源，用驱动转接件使联轴器与转子端部叶轮同轴连接，以实现转子与齿轮箱的驱动连接，省去了叶轮的导流帽，解决了转子无驱动连接部位的问题，简化了电机转子高速动平衡试验的驱动连接结构。
4.油路包括进油路和出油路，进油路由支撑座延伸至中间环并贯穿中间环，使供油泵中的润滑油可流至轴承中，出油路从密封储油腔向底座延伸并贯穿底座，出油路在底座上的开口与供油泵的进油管连接，滑润油经出油路可回流至供油泵中，即保证轴承运转时的滑润油需求，又形成滑润油的循环使用。
5.测温组件检测转子实际运行过程中轴承的温度，能有效监测出电机运行过程中油路不通畅，轴承润滑不良造成轴承温升高的现象，为电机转子的运转故障分析提供可靠的试验数据。
附图说明
图1为电机转子高速动平衡试验装置的结构示意图。
图2为驱动转接件连接联轴器与叶轮的示意图。
图3为轴承定位在支撑座上的示意图。
图4为轴承定位在支撑座上的半剖示意图。
图5为定位槽开设在底座上的示意图。
图6为中间环的一瓣固定在轴承上的示意图。
图7为进油路的分布示意图。
图8为出油路的分布示意图。
图9为推力轴承测温传感器在轴承上的分布示意图。
图10为径向轴承测量传感器在轴承上的分布示意图。
具体实施方式
下面结合图1~10对本发明的实施例做详细说明。
电机转子高速动平衡试验装置，其特征在于：包括支撑转子100水平设置的支撑组件1、驱动转子转动的驱动组件2、在转子转动过程中给转子端部的轴承101供油的油路3和测量轴承101温度的测温组件4，轴承101定位在支撑组件1上，驱动组件2与转子一端传动连接，油路3开设在支撑组件1上，测温组件4设置在轴承101上。
以上所述的的电机转子高速动平衡试验装置中转子端部的轴承101定位在支撑组件上，使轴承101与转子100一起进行高速动平衡试验，满足转子带轴承进行高速动平衡试验的需求，轴承承载及刚度与电机实际运行中相同，模拟电机实际装配及运行情况，提高电机转子高速动平衡试验的有效性和可靠性。驱动组件2实现了转子与齿轮箱的驱动连接，简化了电机转子高速动平衡试验的驱动连接结构。油路3保证轴承运转时的滑润油需求，又形成滑润油的循环使用。测温组件4检测转子实际运行过程中轴承的温度，能有效监测出电机运行过程中油路不通畅，轴承润滑不良造成轴承温升高的现象，为电机转子的运转故障分析提供可靠的试验数据。
其中，所述的支撑组件1包括与轴承101相对应的支撑座11和套装在轴承101上的中间环12，轴承101通过中间环12定位在支撑座11上。用中间环12套装轴承101，再将中间环12定位在支撑座11上，更换中间环12即可定位不同规格的轴承101，提高通用性，并且用中间环12与轴承101套装定位，也可以提高对轴承101的定位稳定性，提高试验安全可靠性。
其中，所述的中间环12为两瓣拼合结构且两瓣通过定位销对接，中间环12通过沿周向均匀分布的螺钉与轴承101固定，所述的支撑座11包括底座11.1和与底座11.1拼合对接的上半环盖11.2，中间环12置于底座11.1上，上半环盖11.2固定在底座11.1上将中间环12环抱箍紧。两瓣拼合结构的中间环12，可快速与轴承101套装固定，两瓣之间通过定位销12.1快速对接，再通过螺钉与轴承101固定，使中间环12可拆卸的套装在轴承101上，再将中间环12定位在底座11.1上，并将上半环盖11.2与底座11.1
对接固定，即可将轴承101定位在支撑座11上，轴承与支撑座的支撑定位结构简单，且定位可靠，拆装快速简单，更转转子进行试验时的效率高，实用性强。
其中，所述的底座11.1上还装有用于阻挡转子100运转过程中润滑油从轴承101上向外飞溅的挡油板13，挡油板13呈两瓣拼合的圆盘形状且同轴设置在轴承101的两侧，挡油板13被环抱箍紧在底座11.1和上半环盖11.2之间。支撑座11上的挡油板13有效防止运转过程中轴承101内的滑润油向外飞溅，提高试验装置的实用性。
其中，在底座11.1上开设有与中间环12轴向定位配合的定位槽11.3，中间环12伸入至定位槽11.3中，底座11.1和上半环盖11.2上分别具有半圆箍环11.4，上半环盖11.2固定在底座11.1上使两个半圆箍环11.4拼合并箍紧挡油板13。定位槽11.3与中间环12进行轴向定位，将上半环盖11.2固定在底座11.1上后，箍紧中间环12，即形成对中间环12的径向定位，使中间环12形成轴、径向的双向定位，从而将轴承有效的定位在支撑座11上，保证试验时轴承的定位可靠性，用半圆箍环11.4箍紧两瓣拼合形成的挡油板13，保证挡油板13的结构稳定性和挡油可靠性，而且挡板油13的设置还可以在支撑座11上形成储油空间A，保证润滑油被轴承100甩出后进行存储，并经油路3排出，从而实现润滑油的顺利进出，为轴承的运转提供储油空间，为轴承运转提供滑润保障。
其中，所述的驱动组件2包括提供动力源的齿轮箱21、与齿轮箱21输出轴连接的联轴器22和连接联轴器22与转子100端部的叶轮102的驱动转接件23，驱动转接件23呈T字型，小端与联轴器22形成止口配合并同轴连接，大端与叶轮102形成止口配合并同轴连接。驱动连接件22通过与联轴器22和叶轮102分别止口配合进行径向定位，以实现转子100与齿轮箱21的驱动连接，省去了叶轮的导流帽，解决了转子无驱动连接部位的问题，简化了电机转子高速动平衡试验的驱动连接结构。
其中，所述的油路3包括进油路31和出油路32，进油路31从支撑座11延伸至中间环12且沿径向贯穿中间环12，进油路13的数量为两条，分别开设在支撑座11和中间环12的中部，并以中间环12圆心为中心左右对称分布，进油路31在支撑座11上的开口与供油泵的出油管连接。
所述的挡油板13与中间环12沿轴向隔开，挡油板13、中间环12、底座11.1和上半环盖11.2合围成密封储油腔A，所述的出油路32从密封储油腔A向底座11.1延伸并贯穿底座11.1，出油路在底座11.1上的开口与供油泵的进油管200连接。
进油路31由支撑座延伸至中间环12并贯穿中间环12，使供油泵中的润滑油可流至轴承101中，出油路32从密封储油腔A向底座延伸并贯穿底座11.1，出油路32在底座11.1上的开口与供油泵的进油管200连接，滑润油经出油路32流至进油管200中，回流至供油泵中，即保证轴承运转时的滑润油需求，又形成滑润油的循环使用。
其中，所述的测温组件4包括设置在转子一端的轴承101上的推力轴承测温传感器41和设置在转子另一端的轴承101上的径向轴承测量传感器42，推力轴承测温传感器41的数量为两个，一个在轴承101的主推力端面上，以测量轴向受力面的温度，另一个设置在轴承101的径向内侧面上，测量径向承载面的温度，径向轴承测量传感器42的数量为一个，设置在轴承101与中间套12套装的外壁上，以测量径向轴承承载面上的温度。
测温组件4检测转子实际运行过程中轴承的温度，能有效监测出电机运行过程中油路不通畅，轴承润滑不良造成轴承温升高的现象，为电机转子的运转故障分析提供可靠的试验数据。
其中，所述的测温组件4为轴承101上自带的测温元件，无需再增设测温组件，即通过轴承101自带的测温元件进行轴承101运转时温度的测量，测温可靠性高。
以上结合附图对本发明的实施例的技术方案进行完整描述，需要说明的是所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (4)

1.电机转子高速动平衡试验装置，其特征在于：包括支撑转子（100）水平设置的支撑组件（1）、驱动转子转动的驱动组件（2）、在转子转动过程中给转子端部的轴承（101）供油的油路（3）和测量轴承（101）温度的测温组件（4），轴承（101）定位在支撑组件（1）上，驱动组件（2）与转子一端传动连接，油路（3）开设在支撑组件（1）上，测温组件（4）设置在轴承（101）上；
所述的支撑组件（1）包括与轴承（101）相对应的支撑座（11）和套装在轴承（101）上的中间环（12），轴承（101）通过中间环（12）定位在支撑座（11）上；
所述的中间环（12）为两瓣拼合结构且两瓣通过定位销对接，中间环（12）通过沿周向均匀分布的螺钉与轴承（101）固定，所述的支撑座（11）包括底座（11.1）和与底座（11.1）拼合对接的上半环盖（11.2），中间环（12）置于底座（11.1）上，上半环盖（11.2）固定在底座（11.1）上将中间环（12）环抱箍紧；
所述的底座（11.1）上还装有用于阻挡转子（100）运转过程中润滑油从轴承（101）上向外飞溅的挡油板（13），挡油板（13）呈两瓣拼合的圆盘形状且同轴设置在轴承（101）的两侧，挡油板（13）被环抱箍紧在底座（11.1）和上半环盖（11.2）之间；
在底座（11.1）上开设有与中间环（12）轴向定位配合的定位槽（11.3），中间环（12）伸入至定位槽 （11.3）中，底座（11.1）和上半环盖（11.2）上分别具有半圆箍环（11.4），上半环盖（11.2）固定在底座（11.1）上使两个半圆箍环（11.4）拼合并箍紧挡油板（13）；
所述的油路（3）包括进油路（31）和出油路（32），进油路（31）从支撑座（11）延伸至中间环（12）且沿径向贯穿中间环（12），进油路（31）的数量为两条，分别开设在支撑座（11）和中间环（12）的中部，并以中间环（12）圆心为中心左右对称分布，进油路（31）在支撑座（11）上的开口与供油泵的出油管连接；
所述的挡油板（13）与中间环（12）沿轴向隔开，挡油板（13）、中间环（12）、底座（11.1）和上半环盖（11.2）合围成密封储油腔（A），所述的出油路（32）从密封储油腔（A）向底座（11.1）延伸并贯穿底座（11.1），出油路在底座（11.1）上的开口与供油泵的进油管连接。
2.根据权利要求1所述的电机转子高速动平衡试验装置，其特征在于：所述的驱动组件（2）包括提供动力源的齿轮箱（21）、与齿轮箱（21）输出轴连接的联轴器（22）和连接联轴器（22）与转子（100）端部的叶轮（102）的驱动转接件（23），驱动转接件（23）呈T字型，小端与联轴器（22）形成止口配合并同轴连接，大端与叶轮（102）形成止口配合并同轴连接。
3.根据权利要求1所述的电机转子高速动平衡试验装置，其特征在于：所述的测温组件（4）包括设置在转子一端的轴承（101）上的推力轴承测温传感器（41）和设置在转子另一端的轴承（101）上的径向轴承测量传感器（42），推力轴承测温传感器（41）的数量为两个，一个在轴承（101）的主推力端面上，另一个设置在轴承（101）的径向内侧面上，径向轴承测量传感器（42）的数量为一个，设置在轴承（101）与中间环（12）套装的外壁上。
4.根据权利要求1所述的电机转子高速动平衡试验装置，其特征在于：所述的测温组件（4）为轴承（101）上自带的测温元件。
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