CN115183942A - 一种挠性转子的动平衡测试滑移架 - Google Patents

Abstract

本发明属于挠性转子的动平衡测试技术领域，公开了一种挠性转子的动平衡测试滑移架，用于挠性转子的动平衡测试机，所述滑移架包括在所述动平衡测试机上滑动的滑行座，滑行座的顶部固定有支撑底架，支撑底架的一侧铰接有支撑顶架，支撑底架和支撑顶架将转子夹住，所述支撑底架和支撑顶架分别设有圆弧形的传感器组件，两个圆弧形的传感器组件闭合形成的空间跟随转子一同转动；所述圆弧传感器组件设有若干条圆弧形轨道。本发明的有益效果是：通过滑移架的一次遍历挠性转子的长度，即可测得挠性转子的不平衡量，减少了挠性转子的不平衡量的测量次数，并且测试传感器跟随转子转动能够更精确的测得不平衡段的不平衡点位置。

Description

一种挠性转子的动平衡测试滑移架

技术领域

本发明属于挠性转子的动平衡测试技术领域，尤其涉及一种挠性转子的动平衡测试滑移架。

背景技术

挠性转子的概念∶ 随着机组容量的增大，机组转子轴向尺寸越来越大。细而长的转子，挠性增加，因而临界转速大大下降，工作转速将超过第一阶临界转速或第二、第三阶临界转速。这样的转子称为挠性转子。

平衡的概念∶ 不平衡的转子经过测量其不平衡量和相位，并加以校正以消除其不平衡量，使转子在旋转时，不致产生不平衡离心力的平衡工艺叫做动平衡。

对于挠性转子来说，由于转子的工作转速远低于临界转速，其旋转轴线的挠曲变形会很小，可以忽略不计，转子各分段的不平衡量引起的离心惯性力，可以简化到转子上的任意两个横截面上去，也就是说，利用挠性转子两端的两个平衡面，就可完成转子动平衡工艺过程，若转子两端面无法加装动平衡块，动平衡是通过在电机转子两端设置用于安装动平衡块的平衡环来进行动平衡的。

挠性转子电机转子的工作转速具有高于一阶临界转速，并且低于二阶临界转速的特点；这种细而长的转子被称之为挠性转子，挠性转子旋转时，在不平衡量引起的离心力作用下，会产生弹性变形，也就是旋转轴线会产生较明显的变形，其变形程度也会随转速而变化，经试验测试和验证，挠性转子的一阶振型曲线为抛物线型，挠性转子的二阶振型曲线为S型；对于挠性转子的动平衡是非常复杂的一个工艺过程。

现有技术中，对挠性转子的动平衡测试，主要是将转子进行分区支撑进行初步的动平衡测量，然后根据初步动平衡测量结果进行调整支撑位置，如此反复调整直至动平衡测量完毕，其中：

中国发明专利CN2022108069921公开了一种挠性转子的动平衡测试装置，包括基座，基座的顶部设有转子支撑架，基座的一侧设有动力控制箱，转子支撑架包括：定点支撑架，定点支撑架设有驱动器和第一传感器，所述第一传感器用于测量挠性转子在定点支撑架处的不平衡量；巡航支撑架，设有第二传感器用于测量非定点支撑架处的挠性转子的不平衡量；动力控制箱内设有伺服驱动装置，驱动巡航支撑架在基座上往复运动，以测量非定点支撑架处的挠性转子的不平衡量。本发明的有益效果是：通过巡航支撑架的一次遍历挠性转子的长度，即可测得挠性转子的不平衡量，减少了挠性转子的不平衡量的测量次数。

在该专利，并未公开巡航支撑架遍历转子长度时如何对转动的转子不平衡量进行测量。

发明内容

本发明要实现的目标是：遍历转子长度时如何对转动的转子不平衡量进行测量的技术问题。

为了实现上述目标，本发明提供一种挠性转子的动平衡测试滑移架。

本发明所采用的具体技术方案为：

一种挠性转子的动平衡测试滑移架，用于挠性转子的动平衡测试机，所述滑移架包括在所述动平衡测试机上滑动的滑行座，滑行座的顶部固定有支撑底架，支撑底架的一侧铰接有支撑顶架，支撑底架和支撑顶架将转子夹住：

所述支撑底架和支撑顶架分别设有圆弧形的传感器组件，两个圆弧形的传感器组件闭合形成的空间跟随转子一同转动，用于测试转子的动平衡；

所述圆弧传感器组件设有若干条圆弧形轨道，每条圆弧形轨道内配合有圆弧形滑块，圆弧形滑块上固定有液压锁紧器，液压锁紧器的端部固定有传感器，传感器的测试端设有可以转动球形测试头与转子接触；

当两个圆弧形的传感器组件闭合后，所述液压锁紧器将所述传感器的球形测试头压紧在转子的表面，进行动平衡测试。

作为本发明的进一步改进，所述滑行座的底部固定有滑块和导套，所述滑块与动平衡测试机的导轨配合，所述导套与动平衡测试机的滚珠丝杠配合，动平衡测试机的动力装置，驱动滚珠丝杠带动滑行座，在所述导轨上往复运动。

作为本发明的进一步改进，所述圆弧形滑块成对设置，两个成对设置的圆弧形滑块的运动轨迹截面为单叶双曲线。

作为本发明的进一步改进，所述两个成对设置的圆弧形滑块通过连杆固定在一起，连杆内设有若干空腔，空腔内填充有剪切增稠液体STF，用于吸收振动，阻断两个成对设置的圆弧形滑块之间的振动传递。

作为本发明的进一步改进，所述液压锁紧器设有电动液压泵，由电动液压泵驱动液压锁紧器进行锁紧或者松开。

作为本发明的进一步改进，相邻的所述圆弧形轨道通过绝缘层隔开，用于阻断圆弧形滑块和圆弧形轨道之间电信号传递时发生相互干扰。

作为本发明的进一步改进，所述圆弧形轨道设有弹性限位销，当测试完毕时，转子额外转动小于一圈的距离，对圆弧形滑块的位置进行定位，防止圆弧形滑块阻碍两个圆弧形的传感器组件的开启。

作为本发明的进一步改进，所述球形测试头连接有振动增强片，用于保持球形测试头测得的振动传递给振动测试应变片时的振动强度。

作为本发明的进一步改进，所述球形测试头设有六对，每一对都分别设置在所述圆弧形的传感器组件的两侧面。

作为本发明的进一步改进，所述圆弧形的传感器组件设有夹紧组件，夹紧组件设有滚动方向与转子轴线相平行的滚轮，用于将圆弧形的传感器组件夹紧在转子上并跟随转子转动。

本发明的积极效果是：

1.通过滑移架的一次遍历挠性转子的长度，即可测得挠性转子的不平衡量，减少了挠性转子的不平衡量的测量次数，并且测试传感器跟随转子转动能够更精确地测得不平衡段的不平衡点位置。

2.圆弧形滑块上固定有液压锁紧器，液压锁紧器的端部固定有传感器，传感器的测试端设有可以转动球形测试头与转子接触，使得不平衡点的测量能够多点同时同步进行，结合滑移架遍历挠性转子的长度，使得测量长度内的不平衡点的测量能够在一次操作中完成，极大地缩短了测量时间，同时提高了确定测量点位置的准确性。

附图说明

图1是本发明一种挠性转子的动平衡测试滑移架所应用的挠性转子的动平衡测试机三维结构示意图；

图2是图1中所示本发明一种挠性转子的动平衡测试滑移架结构示意图；

图3是图2中所示本发明一种挠性转子的动平衡测试滑移架的中传感器的外部结构示意图；

图4是图3中所示本发明一种挠性转子的动平衡测试滑移架的半剖视图；

图5是图4发明一种挠性转子的动平衡测试滑移架M处放大图；

图6是图3中所示本发明一种挠性转子的动平衡测试滑移架的传感器的闭合时的正面的结构示意图，其中为了显示清楚，液压锁紧机构已经去除；

图7是图3中所示本发明一种挠性转子的动平衡测试滑移架的传感器的闭合时的反面的结构示意图，其中为了显示清楚，液压锁紧机构已经去除。

图例说明：1—导轨， 2—驱动器，3—固定架，4—滑移架，5—支撑顶架，6—转子，7—动力箱，8—支撑底架，9—滑行座，901—导套，902—滚珠丝杠，10—传感器组件，11—第一导轨，12—第二导轨，13—卡扣，14—液压缸，15—传感器基座，16—T型槽，17—第一T型槽，18—第二T型槽，19—圆弧形滑块，20—连杆，21—第三T型槽，22—第四T型槽，23—球形测试头，24—滚轮，25—第一液压锁紧器，26—第二液压锁紧器，27—第一电动液压泵，28—第二电动液压泵，1001—弯曲部，1002—检测主环，1003—检测片，1004—振动应变片，1005—支撑环，1006—检测副环，1007—加强片，1008—无线发射器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述：

具体实施例：

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。

实施例一：

如图1和图2所示，一种挠性转子的动平衡测试滑移架4，用于挠性转子的动平衡测试机，所述滑移架4包括在动平衡测试机上滑动的滑行座9，滑行座9的顶部固定有支撑底架8，支撑底架8的一侧铰接有支撑顶架5，支撑底架8和支撑顶架5将转子6夹住；

具体的，如图1所示，动平衡测试机上设有导轨1，导轨1包括第一导轨11和第二导轨12，如图2所示，第一导轨11和第二导轨12上滑动连接有滑行座9，滑行座9的底部中间设有导套901，动平衡测试机设有滚珠丝杠902，滚珠丝杠902在动力箱7内电动机的驱动下转动，通过滚珠丝杠902和导套901的配合驱动滑行座9，在第一导轨11和第二导轨12上滑动；如图2所示，滑行座9的顶部右侧面设有铰接轴，支撑顶架5通过该铰接轴与滑行座9铰接在一起，滑行座9的顶部右侧面设有卡接接口，与支撑顶架5的左侧设有卡扣13，卡扣13与卡接接口卡姐在一起；

所述支撑底架8和支撑顶架5分别设有圆弧形的传感器组件，两个圆弧形的传感器组件闭合形成的空间跟随转子一同转动，用于测试转子的动平衡；

具体的，如图2和图3所示，传感器组件10在分界线E处分为两部分，上部为第一检测块，与支撑顶架5通过液压缸14连接，下部为第二检测块，与支撑底架8固定在一起，当支撑底架8和支撑顶架5闭合时，传感器组件10的两部分也闭合成完整环形。

如图5和图6所示，第一检测块和第二检测块均包括检测主环1002和检测副环1006，检测主环1002设有弯曲部1001，检测副环1006设有支撑环1005、振动应变片1004和检测片1003，支撑环1005将检测片1003互动连接在检测主环1002上，检测片1003一端与振动应变片1004贴合，另一端通过球形测试头23与挠性转子6贴合，将挠性转子6的振动传递给振动应变片1004，实现挠性转子6不平衡量的测量；

进一步的，弯曲部1001成之字形，弯曲部1001和振动应变片1004设有四个，均匀地分布在闭合成完整环形检测主环1002的圆周内侧，弯曲部1001和振动应变片1004相间布置。

所述圆弧传感器组件设有若干条圆弧形轨道，每条圆弧形轨道内配合有圆弧形滑块，圆弧形滑块上固定有液压锁紧器，液压锁紧器的端部固定有传感器，传感器的测试端设有可以转动球形测试头与转子接触；

如图3和图4所示，传感器组件10的检测主环1002包括传感器基座15，基座15上设有所述弯曲部1001，基座15中心部分设有支撑环1005，支撑环1005内设有四条槽T型槽16，分别为第一T型槽17、第二T型槽18、第三T型槽21和第四T型槽22，第一T型槽17、第二T型槽18、第三T型槽21和第四T型槽22呈单叶双曲线的形式布置，每个T型槽16均设有圆弧形滑块19，成对斜置的圆弧形滑块19通过连杆20连接，成对斜置的圆弧形滑块19在T型槽16滑动时的轨迹呈单叶双曲线的形式，单叶双曲线的稳定性特点，可以减少成对斜置的圆弧形滑块19在T型槽16滑动时产生的跳动，圆弧形滑块19连接有检测副环1006的固定臂，与圆弧形滑块19一一对应，其中，以第一固定臂10061和第二固定臂10062为例，第一固定臂10061和第二固定臂10062通过圆弧形滑块19滑动设置在第一T型槽17和第三T型槽21内，并且斜置，其位置关系与第三固定臂10063的斜置关系相同，第一固定臂10061和第二固定臂10062的侧面固定有第一液压锁紧器25和第二液压锁紧器26，第一液压锁紧器25和第二液压锁紧器26分别由第一电动液压泵27和第二电动液压泵28驱动，第一液压锁紧器25的底部连接有夹紧组件，夹紧组件设有滚动方向与转子6轴线相平行的滚轮24，用于将圆弧形的传感器组件夹紧在转子6上并跟随转子6转动，第二液压锁紧器26的底部连接有可以转动的球形测试头23，球形测试头23被第二液压锁紧器26压紧在转子6的表面。

采用这样的设计，第一液压锁紧器25和第二液压锁紧器26分别将滚轮24和球形测试头23压紧在转子的表面，滚轮24将圆弧形的传感器组件夹紧在转子6上并跟随转子6转动，而球形测试头23用于测试转子6的不平衡点；

当滑移架4遍历转子6的长度时，由于滚动方向与转子6轴线相平行的滚轮24可以转动，因此无需重新装夹，即可移动滑移架的位置，同时，由于球形测试头23的球头可以转动，因此，当滑移架发生移动时，球形测试头23也可以跟随移动，而不会划伤转子6或者因压力过大而强行移动导致损坏球形测试头23；

特别的，由于成对斜置的圆弧形滑块19在T型槽16滑动时的轨迹呈单叶双曲线的形式，而单叶双曲线结构特性可以承受更大的作用力，并将所承受的力分散到基座15，进而被弯曲部1001吸收，可以减少成对斜置的圆弧形滑块19在T型槽16滑动时产生的跳动，

而从转子6传递过来的振动不平衡量，通过球形测试头23传递给加强片1007和检测片1003，加强片1007是与检测副环1006的固定臂相连的薄型金属片，并且与检测片1003相连，振动传递到加强片1007后引起两片加强片1007发生共振，持续为检测片1003提供强化振动，进而将转子的不平衡量准去地传递给振动应变片1004实现测量；

因此，这种设计，既能缓冲来自转子6的振动，又能将转子6的转动重新加强传递给动应变片1004实现测量。

当两个圆弧形的传感器组件闭合后，所述液压锁紧器将所述传感器的球形测试头压紧在转子的表面，进行动平衡测试。

滑移架的一次遍历挠性转子的长度，即可测得挠性转子各个部分的不平衡量，减少了挠性转子的不平衡量的测量次数，节省了测量时间。滑移架的一次遍历挠性转子的长度，对挠性转子的每一处都进行了不平衡测量，相对于现有技术能够能准确更快地给出挠性转子的不平衡位置和不平衡量，既能缓冲来自转子6的振动，又能将转子6的转动重新加强传递给动应变片1004实现测量。

实施例二：

在实施例一的基础上，所述两个成对设置的圆弧形滑块19通过连杆20固定在一起，连杆20内设有若干空腔，空腔内填充有剪切增稠液体STF，用于吸收振动，阻断两个成对设置的圆弧形滑块之间的振动传递。

剪切增稠液体STF由聚乙二醇和硅微粒组成，聚乙二醇是一种应用广泛的无毒液体，能承受的温度范围很广。极其细小的硅微粒是STF的另一成分，当运动缓慢时，硬质粒子能够到处运动，剪切增稠液体STF呈现液态，但当运动迅速的时候，硬质粒子互相碰撞，阻碍了彼此的运动，剪切增稠液体STF变得强韧，这种流动性很强的液体和坚硬的微粒结合后，能形成一种刚性的材料。

两个成对设置的圆弧形滑块，所测量的不平衡点位置不同，其所传递的振动不能够发生相互干扰，当发生相互干扰时，振动需要经过空腔内填充的剪切增稠液体STF，而剪切增稠液体STF将振动的能量吸收用于其从液态向固态转变，进而吸收了振动，达到阻断两个成对设置的圆弧形滑块之间的振动传递的目的。

实施例三：

在实施例一或者实施例二的基础上，圆弧形轨道的T型槽16未开口的一侧设有弹性限位销，当测试完毕时，转子额外转动小于一圈的距离，对圆弧形滑块的位置进行定位，防止圆弧形滑块19阻碍两个圆弧形的传感器组件的开启，同时防止圆弧形滑块19从T型槽16内脱离。

实施例四：

在实施例三基础上，相邻的所述圆弧形轨道通过绝缘层隔开，用于阻断圆弧形滑块和圆弧形轨道之间电信号传递时发生相互干扰，传感器组件还设有无线发射器，用于将测量的不平衡量发送给动平衡测试机控制系统，同时接收平衡测试机控制系统控制信号，用于控制所述第一液压锁紧器25和第二液压锁紧器26的动作。

前述内容已经宽泛地概述出各个实施例的一些方面和特征，其应该被解释为仅是各个潜在应用的说明。其他有益结果可以通过以不同方式应用公开的信息或通过组合公开的实施例的各个方面来获得。在由权利要求限定的范围的基础上，结合附图地参考对示例性实施例的具体描述可获得其他方面和更全面的理解。

上述实施例对本发明做了详细说明。当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述例子，相关技术人员在本发明的实质范围内所作出的变化、改型、添加或减少、替换，也属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种挠性转子的动平衡测试滑移架，用于挠性转子的动平衡测试机，所述滑移架包括在所述动平衡测试机上滑动的滑行座，滑行座的顶部固定有支撑底架，支撑底架的一侧铰接有支撑顶架，支撑底架和支撑顶架将转子夹住，其特征在于：

所述支撑底架和支撑顶架分别设有圆弧形的传感器组件，两个圆弧形的传感器组件闭合形成的空间跟随转子一同转动，用于测试转子的动平衡；

所述圆弧传感器组件设有若干条圆弧形轨道，每条圆弧形轨道内配合有圆弧形滑块，圆弧形滑块上固定有液压锁紧器，液压锁紧器的端部固定有传感器，传感器的测试端设有可以转动球形测试头与转子接触；

当两个圆弧形的传感器组件闭合后，所述液压锁紧器将所述传感器的球形测试头压紧在转子的表面，进行动平衡测试。

2.根据权利要求1所述一种挠性转子的动平衡测试滑移架，其特征在于，所述滑行座的底部固定有滑块和导套，所述滑块与动平衡测试机的导轨配合，所述导套与动平衡测试机的滚珠丝杠配合，动平衡测试机的动力装置，驱动滚珠丝杠带动滑行座，在所述导轨上往复运动。

3.根据权利要求2所述一种挠性转子的动平衡测试滑移架，其特征在于，所述圆弧形滑块成对设置，两个成对设置的圆弧形滑块的运动轨迹截面为单叶双曲线。

4.根据权利要求3所述一种挠性转子的动平衡测试滑移架，其特征在于，所述两个成对设置的圆弧形滑块通过连杆固定在一起，连杆内设有若干空腔，空腔内填充有剪切增稠液体STF，用于吸收振动，阻断两个成对设置的圆弧形滑块之间的振动传递。

5.根据权利要求4所述一种挠性转子的动平衡测试滑移架，其特征在于，所述液压锁紧器设有电动液压泵，由电动液压泵驱动液压锁紧器进行锁紧或者松开。

6.根据权利要求5所述一种挠性转子的动平衡测试滑移架，其特征在于，相邻的所述圆弧形轨道通过绝缘层隔开，用于阻断圆弧形滑块和圆弧形轨道之间电信号传递时发生相互干扰。

7.根据权利要求1至6其中任意一项所述一种挠性转子的动平衡测试滑移架，其特征在于，所述圆弧形轨道设有弹性限位销，当测试完毕时，转子额外转动小于一圈的距离，对圆弧形滑块的位置进行定位，防止圆弧形滑块阻碍两个圆弧形的传感器组件的开启。

8.根据权利要求7所述一种挠性转子的动平衡测试滑移架，其特征在于，所述球形测试头连接有振动增强片，用于保持球形测试头测得的振动传递给振动测试应变片时的振动强度。

9.根据权利要求8所述一种挠性转子的动平衡测试滑移架，其特征在于，所述球形测试头设有六对，每一对都分别设置在所述圆弧形的传感器组件的两侧面。

10.根据权利要求9所述一种挠性转子的动平衡测试滑移架，其特征在于，所述圆弧形的传感器组件设有夹紧组件，夹紧组件设有滚动方向与转子轴线相平行的滚轮，用于将圆弧形的传感器组件夹紧在转子上并跟随转子转动。

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