CN204807291U - 一种识别油膜激振力的转子试验台 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种识别油膜激振力的转子试验台。目前还没有一种结构设计合理，轴承振动响应灵敏度高，油膜激振力识别能力强，且能适应不同类型油膜力激励的转子试验台。本实用新型包括转子、轴承和轴承座，所述转子安装在轴承上，所述轴承固定在轴承座上，其特点是：还包括台板、支撑架和若干个弹性支撑件，所述支撑架固定在台板上，所述轴承座的底部通过至少三个弹性支撑件连接在台板上，该轴承座位于支撑架内，所述轴承的两侧和顶部均通过弹性支撑件连接在支撑架上。本实用新型的结构设计合理，提高轴承振动响应灵敏度，增强油膜激振力识别能力，且能适应不同类型油膜力激励。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种识别油膜激振力的转子试验台，主要用于旋转机械滑动轴承动力特性研究中。
背景技术
滑动轴承广泛用于压缩机、汽轮机等大型旋转机械中，随着旋转机械向着大型化、高速化和大跨度方向发展，滑动轴承的稳定性越来越受到关注，其中油膜涡动和油膜振荡故障是滑动轴承旋转机械设备中的常见故障，对轴承稳定性破坏很大。
大量研究表明，轴承不稳定的根源为垂直于转子偏位方向的切向力，该切向力迫使转子沿着垂直于径向偏移方向运动，一旦切向力超过系统本身的阻尼力，转轴就会产生涡动。涡动发生后，离心力增大，轴颈中心偏离轴承中心更大，所产生的切向力更大，进一步推动轴颈涡动，形成自激振动，最终发生油膜振荡故障。因此为提高轴承工作稳定性，研究不稳定切向力十分必要。
通过试验研究可以得到非常直观的结果，但如何准确识别油膜力是难题。常规的转子试验台，轴承与台板采取刚性连接，油膜力特征量较弱，难以捕捉油膜力信号。目前还没有一种结构设计合理，轴承振动响应灵敏度高，油膜激振力识别能力强，且能适应不同类型油膜力激励的转子试验台。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，提高轴承振动响应灵敏度，增强油膜激振力识别能力，且能适应不同类型油膜力激励的识别油膜激振力的转子试验台。
本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：该识别油膜激振力的转子试验台包括转子、轴承和轴承座，所述转子安装在轴承上，所述轴承固定在轴承座上，其结构特点在于：还包括台板、支撑架和若干个弹性支撑件，所述支撑架固定在台板上，所述轴承座的底部通过至少三个弹性支撑件连接在台板上，该轴承座位于支撑架内，所述轴承的两侧和顶部均通过弹性支撑件连接在支撑架上。
作为优选，本实用新型所述转子试验台还包括用于消除转子存在的不平衡附加量的两个平衡盘，所述两个平衡盘均安装在转子上。
作为优选，本实用新型所述弹性支撑件包括橡胶套、盖板、螺孔和用于调节橡胶套内的空气压力以改变弹性支撑件刚度的压力调节门，所述橡胶套和盖板固定以形成封闭空腔，所述压力调节门固定在盖板上，该压力调节门和封闭空腔连通，所述螺孔设置在盖板上。
作为优选，本实用新型所述支撑架为门框形结构。
作为优选，本实用新型所述轴承座的底部通过四个弹性支撑件连接在台板上。
作为优选，本实用新型所述轴承的数量为两个，每个轴承的两侧各通过一个弹性支撑件连接在支撑架上，每个轴承的顶部通过一个弹性支撑件连接在支撑架上。
作为优选，本实用新型所述轴承通过螺杆和弹性支撑件连接，所述支撑架通过螺杆和螺母与弹性支撑件连接，所述轴承座通过螺杆和螺母与弹性支撑件连接，所述台板通过地脚螺栓和弹性支撑件连接。
作为优选，本实用新型所述盖板为铝合金材质。
作为优选，本实用新型分布在同一个轴承两侧的两个弹性支撑件位于同一水平面上，这两个弹性支撑件的轴线重叠且与转子的轴线相交。
作为优选，本实用新型位于轴承顶部的弹性支撑件的轴线呈竖直状且与转子的轴线相交。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：（1）采用可调节刚度的水平弹性支撑和垂直弹性支撑方式，轴承响应灵敏度高，通过测量轴承的振动响应更容易识别出油膜力，而现有技术采用刚性连接，油膜力识别能力低，信号易被不平衡及其他故障信号掩盖掉。（2）采用可调节刚度的弹性支撑方式，通过调节空气弹簧内气体的压力，可以改变弹性支撑的刚度，不需要拆卸工作，以适应不同类型油膜激振力的测试，增强轴瓦振动响应的灵敏度。（3）轴承与台板采用弹性连接，是识别油膜激振力的可靠手段，油膜力信号被放大，特征量识别度提高。
附图说明
图1是本实用新型实施例中识别油膜激振力的转子试验台的主视结构示意图。
图2是本实用新型实施例中弹性支撑件的结构示意图。
图3是图1中去掉支撑架后的俯视结构示意图。
图中：1是转子，2是轴承，3是轴承座，4是台板，5是地脚螺栓，6是螺杆，7是垫片，8是螺母，9是垫片，10是螺母，11是螺杆，12是支撑架，13是螺杆，15是平衡盘，16是橡胶套，17是铝合金盖板，18是螺孔，19是压力调节门，20是螺孔，21是底部垂直弹性支撑，22是水平弹性支撑，23是顶部垂直弹性支撑。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。
实施例。
参见图1至图3，本实施例中识别油膜激振力的转子试验台包括转子1、轴承2、轴承座3、台板4、支撑架12、若干个弹性支撑件和两个平衡盘15，其中，支撑架12通常为门框形结构。
本实施例中的转子1安装在轴承2上，轴承2固定在轴承座3上，支撑架12固定在台板4上，轴承座3的底部通过至少三个弹性支撑件连接在台板4上，该轴承座3位于支撑架12内，轴承2的两侧和顶部均通过弹性支撑件连接在支撑架12上。轴承座3的底部通常通过四个弹性支撑件连接在台板4上。
本实施例中的两个平衡盘15用于消除转子1存在的不平衡附加量，避免不平衡故障信号的干扰，两个平衡盘15均安装在转子1上。
本实施例中的弹性支撑件包括橡胶套16、盖板17、螺孔18和用于调节橡胶套16内的空气压力以改变弹性支撑件刚度的压力调节门19，橡胶套16和盖板17固定以形成封闭空腔，压力调节门19固定在盖板17上，该压力调节门19和封闭空腔连通，螺孔18设置在盖板17上。盖板17通常为铝合金材质。
本实施例中轴承2的数量通常为两个，每个轴承2的两侧各通过一个弹性支撑件连接在支撑架12上，每个轴承2的顶部通过一个弹性支撑件连接在支撑架12上。分布在同一个轴承2两侧的两个弹性支撑件位于同一水平面上，这两个弹性支撑件的轴线重叠且与转子1的轴线相交。位于轴承2顶部的弹性支撑件的轴线呈竖直状且与转子1的轴线相交。
本实施例中的轴承2通常通过螺杆13和弹性支撑件连接，支撑架12通常通过螺杆11和螺母10与弹性支撑件连接，在螺母10和支撑架12之间设置有垫片9，轴承座3通常通过螺杆6和螺母8与弹性支撑件连接，在螺母8和轴承座3之间设置有垫片7，台板4通常通过地脚螺栓5和弹性支撑件连接。
本实施例中的弹性支撑件根据位置不同可以分为水平弹性支撑件22、底部垂直弹性支撑件21和顶部垂直弹性支撑件23，轴承座3通过底部垂直弹性支撑件21与台板4连接，底部垂直弹性支撑件21采用地脚螺栓5与台板4相连，地脚螺栓5嵌入在台板4的“T形”槽中，底部垂直弹性支撑件21与轴承座3通过螺杆6连接，并采用螺母8和垫片7固定。轴承2通过水平弹性支撑件22及顶部垂直弹性支撑件23与“门形”支撑架12连接，“门形”支撑架12焊接固定在台板4上面，水平弹性支撑件22通过螺杆13与轴承2连接，螺杆13与螺孔20配合固定在轴承2外壳上，水平弹性支撑件22与“门形”支撑架12通过螺杆11连接，并采用螺母10和垫片9加以固定，顶部垂直弹性支撑件23安装形式与水平弹性支撑件22相同。水平弹性支撑件22共四个，分别位于轴承2水平两侧，顶部垂直弹性支撑件23共两个，位于轴承2顶部，底部垂直弹性支撑件21共八个，位于轴承座3底部。水平弹性支撑件22、底部垂直弹性支撑件23和顶部垂直弹性支撑件21均为囊式空气弹簧，螺孔18分别与螺杆6、螺杆11、螺杆6及地脚螺栓5配合，压力调节门19的功能为：调节橡胶套16内的空气压力，来改变弹性支撑件装置的刚度，以适应不同类型油膜激振力的测试，增强轴瓦振动响应的灵敏度。
本实施例中识别油膜激振力的转子试验台具体原理分析如下：
以顶部垂直弹性支撑件23为研究对象，可以看成单自由度系统有阻尼强迫振动，简谐力作用下系统运动方程为：
令：
系统响应可写成如下形式为：
系统响应相位为：
系统响应幅值为：
其中：为激振力幅值，为支撑刚度，为激振力频率，为系统固有频率。
可以看出，简谐力作用下单自由度系统有阻尼强迫振动响应幅值与激振力、支撑刚度、系统阻尼和质量有关，当激振力、系统阻尼和质量一定时，支撑刚度越小，响应幅值越大，系统响应灵敏度越高。油膜力的作用是支撑转子1旋转运动，根据作用力和反作用力，同样大小的力作用到轴承2上，通过测量轴承2振动响应可以来识别油膜力，振动响应灵敏度越高，油膜力特征量就越明显，通过试验越容易识别出来。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明。凡依据本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种识别油膜激振力的转子试验台，包括转子（1）、轴承（2）和轴承座（3），所述转子（1）安装在轴承（2）上，所述轴承（2）固定在轴承座（3）上，其特征在于：还包括台板（4）、支撑架（12）和若干个弹性支撑件，所述支撑架（12）固定在台板（4）上，所述轴承座（3）的底部通过至少三个弹性支撑件连接在台板（4）上，该轴承座（3）位于支撑架（12）内，所述轴承（2）的两侧和顶部均通过弹性支撑件连接在支撑架（12）上。
2.根据权利要求1所述的识别油膜激振力的转子试验台，其特征在于：所述转子试验台还包括用于消除转子（1）存在的不平衡附加量的两个平衡盘（15），所述两个平衡盘（15）均安装在转子（1）上。
3.根据权利要求1所述的识别油膜激振力的转子试验台，其特征在于：所述弹性支撑件包括橡胶套（16）、盖板（17）、螺孔（18）和用于调节橡胶套（16）内的空气压力以改变弹性支撑件刚度的压力调节门（19），所述橡胶套（16）和盖板（17）固定以形成封闭空腔，所述压力调节门（19）固定在盖板（17）上，该压力调节门（19）和封闭空腔连通，所述螺孔（18）设置在盖板（17）上。
4.根据权利要求1或2或3所述的识别油膜激振力的转子试验台，其特征在于：所述支撑架（12）为门框形结构。
5.根据权利要求1或2或3所述的识别油膜激振力的转子试验台，其特征在于：所述轴承座（3）的底部通过四个弹性支撑件连接在台板（4）上。
6.根据权利要求1或2或3所述的识别油膜激振力的转子试验台，其特征在于：所述轴承（2）的数量为两个，每个轴承（2）的两侧各通过一个弹性支撑件连接在支撑架（12）上，每个轴承（2）的顶部通过一个弹性支撑件连接在支撑架（12）上。
7.根据权利要求1或2或3所述的识别油膜激振力的转子试验台，其特征在于：所述轴承（2）通过螺杆（13）和弹性支撑件连接，所述支撑架（12）通过螺杆（11）和螺母（10）与弹性支撑件连接，所述轴承座（3）通过螺杆（6）和螺母（8）与弹性支撑件连接，所述台板（4）通过地脚螺栓（5）和弹性支撑件连接。
8.根据权利要求3所述的识别油膜激振力的转子试验台，其特征在于：所述盖板（17）为铝合金材质。
9.根据权利要求6所述的识别油膜激振力的转子试验台，其特征在于：分布在同一个轴承（2）两侧的两个弹性支撑件位于同一水平面上，这两个弹性支撑件的轴线重叠且与转子（1）的轴线相交。
10.根据权利要求6所述的识别油膜激振力的转子试验台，其特征在于：位于轴承（2）顶部的弹性支撑件的轴线呈竖直状且与转子（1）的轴线相交。
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