CN206073894U - 一种可伸缩式的转子对中度调节装置 - Google Patents

Abstract

一种可伸缩式的转子对中度调节装置，包括：法兰支架(1)、径向调节螺杆(2)、轴向调节螺杆(3)和杠杆百分表(4)；法兰支架(1)与外部电机输出轴通过法兰的螺纹连接，径向调节螺杆(2)通过外螺纹旋入法兰支架(1)的凸台的螺纹通孔中，轴向调节螺杆(3)过外螺纹旋入径向调节螺杆(2)的凸台的螺纹通孔中，杠杆百分表(4)固定在轴向调节螺杆(3)右端。调节径向调节螺杆(2)的旋入深度来调整杠杆百分表(4)测量端的径向位置，轴向调节螺杆(3)的旋入深度来调整杠杆百分表(4)测量端的轴向位置，通过上述调节方式来调整测量端的位置，进而调节转子的对中度。同时本实用新型还可用于实现转子自身端面和外圆跳动等测量功能。

Description

一种可伸缩式的转子对中度调节装置

技术领域

本实用新型涉及一种可伸缩式的转子对中度调节装置，主要应用于液体火箭发动机高速涡轮泵转子高速动平衡时转子与电机输出轴的对中度调节。

背景技术

工程实际中，旋转机械的不对中故障十分普遍，占到转子系统故障的60％以上。转子不对中将导致系统产生轴向、径向交变力，进而引起轴向、径向振动。不对中状态下的转子运动会引起振动过大、轴承磨损、轴的挠曲变形、转子与定子之间碰磨等再生故障，对系统的稳定运行构成威胁，严重时将造成灾难性事故。

对于液体火箭发动机的高速涡轮泵转子系统高速动平衡试验而言，尽管从设计、加工到装配试验各个环节都进行严格的同心度控制，但在实际装配试验调试过程中，不对中现象仍会不同程度的存在，并成为引起涡轮泵转子系统振动故障的关键因素。

目前国内外氢氧发动机涡轮泵的工作转速普遍较高，一般在20000r/min以上，常采用工作在一、二阶甚至二、三阶临界转速之间的柔性转子设计。转子在高转速下对不对中异常敏感，尤其在过临界时，任何微小的不对中都会产生明显的异常频率，不但干扰了试验数据的采集，更容易造成电机输出轴和联轴器的断裂，具有极大的危险性。

目前，常用的转子系统对中调节方式大体有激光对中仪法和机械式打表法两种。激光对中仪精度较高，但设备昂贵，操作复杂，并且无法在调节过程中实时监测调整数值。而传统的机械式打表对中装置不具备可伸缩性，功能单一，定位精度较差，只能达到0.05mm左右。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题为：克服现有技术不足，提供一种可伸缩式的转子对中度调节装置，结构简单，自身重量轻，挠曲变形小，定位精度高，安装简便，同时具有可伸缩性，可适用于不同结构的转子的对中度调节。

本实用新型解决的技术方案为：一种可伸缩式的转子对中度调节装置，包括：法兰支架(1)、径向调节螺杆(2)、轴向调节螺杆(3)和杠杆百分表(4)；

法兰支架(1)包括法兰和筒形轴，法兰在筒形轴的一端，且法兰与筒形轴一体成型；法兰支架(1)的筒形轴与外部电机的输出轴通过法兰固定连接；

筒形轴的另一端设置有第一凸台，第一凸台上有螺纹通孔、螺纹通孔的中心轴线与筒形轴的中心轴线垂直；

径向调节螺杆(2)包括外螺纹螺柱和第二凸台，外螺纹螺柱的一端为第二凸台，第二凸台上设置有螺纹通孔，第二凸台的螺纹通孔的中心轴垂直于径向调节螺杆(2)的外螺纹螺柱的中心轴；径向调节螺杆(2)的外螺纹螺柱的另一端与法兰支架(1)的第一凸台上的螺纹通孔螺纹连接，并通过螺母紧固；

轴向调节螺杆(3)包括主调节螺杆、夹持部和连接杆，连接杆上带有外螺纹，连接杆的直径小于主调节螺杆的直径，主调节螺杆的一端伸出方形夹持部，主调节螺杆的另一端与连接杆的一端相连，且主调节螺杆与连接杆同中心轴；主调节螺杆的方形夹持部穿过径向调节螺杆(2)的第二凸台上的螺纹通孔，主调节螺杆与第二凸台上的螺纹通孔螺纹连接；

杠杆百分表(4)设置有内螺纹连接杆，轴向调节螺杆(3)的连接杆的另一端与杠杆百分表(4)的内螺纹连接杆螺纹连接，轴向调节螺杆(3)的连接杆的中心轴与杠杆百分表(4)的内螺纹连接杆的中心轴垂直。

所述外部电机上设置有法兰，法兰支架(1)的法兰与外部电机上的法兰通过6个M4螺钉固定。

所述第一凸台上的螺纹通孔的螺纹与径向调节螺杆(2)的外螺纹螺柱的螺纹均为M8螺纹.

所述轴向调节螺杆(3)的主调节螺杆上的螺纹与径向调节螺杆(2)的第二凸台上的螺纹通孔的螺纹均为M8螺纹。

所述轴向调节螺杆(3)的连接杆带有的外螺纹为M5螺纹。

法兰支架材料为钛合金，法兰支架为空心薄壁结构。

法兰支架上的法兰上设置有定位凹槽，外部电机的输出轴上设置有法兰，且外部电机的输出轴的法兰上设置有与定位凹槽匹配的定位凸台，使法兰支架的筒形轴与外部电机输出轴同轴定位，提高了定位精度。

本实用新型与现有技术相比的优点在于：

(1)本实用新型结构简单，安装方便。各个部件间直接通过螺纹固定，安装调节简单，提高对中调节效率。

(2)本实用新型自身重量轻，法兰支架采用薄壁中空结构，测量采用杠杆百分表，结构整体重量轻，挠曲变形小，能够有效减小测量偏差。

(3)本实用新型定位精度高，法兰支架一端与电机输出轴端有轴向和径向定位，确保了法兰支架的旋转中心与齿轮箱输出轴保持一致，提高对中调节精度。

(4)本实用新型可调节范围广，该装置目前的轴向伸缩范围为80mm，径向伸缩范围为50mm，可以满足大多数转子的对中度调节。

(5)本实用新型调节对中精度高，由于本装置采用百分表测量处对中偏差值，因此在调节对中度时，可以将百分表置于需要调节的方位，并根据百分表读数准确调节转子或电机输出轴的位置。这种调节方法调节精度高，最高可达到0.01mm。

(6)本实用新型可实现多用途测量，本装置不但可以测量不同尺寸转子的对中度，还可以测量转子自身的端面和外圆跳动。

附图说明

图1实用新型提供的一种可伸缩式的转子对中度调节装置结构及应用装配图；

图2本实用新型装置与现有装置垂直同轴度测试结果对比；

图3本实用新型装置与现有装置水平同轴度测试结果对比。

具体实施方式

本实用新型的基本思路为：一种可伸缩式的转子对中度调节装置，包括：法兰支架(1)、径向调节螺杆(2)、轴向调节螺杆(3)和杠杆百分表(4)；法兰支架(1)与外部电机输出轴通过法兰的螺纹连接，径向调节螺杆(2)通过外螺纹旋入法兰支架(1)的凸台的螺纹通孔中，轴向调节螺杆(3)过外螺纹旋入径向调节螺杆(2)的凸台的螺纹通孔中，杠杆百分表(4)固定在轴向调节螺杆(3)右端。调节径向调节螺杆(2)的旋入深度来调整杠杆百分表(4)测量端的径向位置，轴向调节螺杆(3)的旋入深度来调整杠杆百分表(4)测量端的轴向位置，通过上述调节方式来调整测量端的位置，进而调节转子的对中度。同时本实用新型还可用于实现转子自身端面和外圆跳动等测量功能。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细描述。

如图1所示，本实用新型的一种可伸缩式的转子对中度调节装置，包括：法兰支架(1)、径向调节螺杆(2)、轴向调节螺杆(3)和杠杆百分表(4)。

法兰支架(1)包括法兰和筒形轴，法兰在筒形轴的一端，且法兰与筒形轴一体成型；法兰支架(1)的法兰与外部电机上的法兰通过6个M4螺钉固定。法兰支架材料为钛合金，法兰支架为空心薄壁结构，测量采用杠杆百分表，减小了结构整体重量，降低了挠曲变形度，有效地抑制了测量偏差。

法兰支架上的法兰上设置有定位凹槽，外部电机的输出轴上设置有法兰，且外部电机的输出轴的法兰上设置有与定位凹槽匹配的定位凸台，使法兰支架的筒形轴与外部电机输出轴同轴定位，确保了法兰支架的旋转中心与齿轮箱输出轴保持一致，提高了对中调节精度。

筒形轴的另一端设置有第一凸台，第一凸台上有螺纹通孔，螺纹通孔的中心轴线与筒形轴的中心轴线垂直，保证了装置的同轴度要求。

径向调节螺杆(2)包括外螺纹螺柱和第二凸台，外螺纹螺柱的一端为第二凸台，第二凸台上设置有螺纹通孔，第二凸台的螺纹通孔的中心轴垂直于径向调节螺杆(2)的外螺纹螺柱的中心轴；径向调节螺杆(2)的外螺纹螺柱的另一端与法兰支架(1)的第一凸台上的螺纹通孔螺纹连接，并通过螺母紧固。

轴向调节螺杆(3)包括主调节螺杆、夹持部和连接杆，连接杆上带有外螺纹，连接杆的直径小于主调节螺杆的直径，主调节螺杆的一端伸出方形夹持部，主调节螺杆的另一端与连接杆的一端相连，且主调节螺杆与连接杆同中心轴；主调节螺杆的方形夹持部穿过径向调节螺杆(2)的第二凸台上的螺纹通孔，主调节螺杆与第二凸台上的螺纹通孔螺纹连接。

杠杆百分表(4)设置有内螺纹连接杆，轴向调节螺杆(3)的连接杆的另一端与杠杆百分表(4)的内螺纹连接杆螺纹连接，轴向调节螺杆(3)的连接杆的中心轴与杠杆百分表(4)的内螺纹连接杆的中心轴垂直。

通过这样的安装方式简化了试验步骤，提高了工作效率。

轴向调节螺杆(3)的连接杆为M5的螺纹，此为与杠杆百分表(4)的内螺纹相匹配；为减轻装置重量便于调节，加持部位设计成5X5的正方形；中间的调节螺杆部位，设计成M8的螺纹，由于整个装置安装好之后相当于为一个悬臂梁结构，如果螺杆过重，装置本身就会在测试过程中产生较大的变形，所以应使装置重量尽量的小，又因为调节螺杆部位较长，选择M8螺纹，解决直径过小则不满足结构刚度要求的问题，所以综合考虑，这样既提高了装置的精度要求，又保证了刚度要求。

本实用新型的装置目前的轴向伸缩范围为0～80mm，径向伸缩范围为0～50mm。轴向伸缩范围是根据转子端与外部电机输出轴的距离而确定的，80mm的轴向伸缩范围可以应对绝大部分情况；径向伸缩范围考虑到试验件的对接轴的径向尺寸，所以50mm的径向伸缩范围满足试验。轴向伸缩范围为80mm，径向伸缩范围为50mm这样的伸缩范围设计节省了试验成本同时也满足试验要求。

径向调节螺杆(2)、轴向调节螺杆(3)的外螺纹采用0.5mm的螺距，这样在调节过程中，可以将步进距离良好控制，提高了对中调节的精度与稳定性。

本装置的测量范围大，适应性强，不但可以测量不同尺寸转子的对中度，还可以测量转子自身的端面和外圆跳动等参数。

本装置的工作原理：

当旋转外部电机输出轴，即可测量出转子端相对于电机输出轴的垂直和水平方向同心度偏差数值，通过反复调节电机端或转子端的位置，即可使转子与电机输出轴保持对中。通过改变对中调节装置的轴向与径向螺杆的伸缩量，以及杠杆百分表的固定位置，可以实现测试不同尺寸转子与电机输出轴的对中度、转子自身端面与外圆跳动等测量功能。

本实用新型的一种可伸缩式的转子对中度调节装置用来测量的被测件包括带有轴心且截面为正圆形的旋转件(即转子端)，测量时，杠杆百分表(4)的测量端压住旋转件的外表面，测量旋转件和外部电机输出轴的对中度。具体调节方法、步骤如下：

(1)将法兰支架上的定位凹槽与外部电机输出轴法兰上的定位凸台连接，使法兰支架的筒形轴与外部电机输出轴同轴定位；

(2)调节径向调节螺杆(2)和轴向调节螺杆(3)，使杠杆百分表(4)的测量端压住转子端的外表面；

(3)旋转外部电机输出轴一周，收集杠杆百分表(4)采集的跳动数据，得出被测件转子端相对于外部电机输出轴的垂直和水平方向同心度偏差数值；

(4)反复调节外部电机输出轴或转子端的径向位置，使转子端与外部电机输出轴达到要求的对中精度。

如图2和图3所示，为本实用新型装置与现有装置水平同轴度测试结果对比，图中横坐标为试验次数，纵坐标为同轴度测试数值(单位mm)。由图2图3可以看出，现有装置的测试精度在水平和垂直方向都只能达到0.06mm左右的水平，而本实用新型装置的同轴度测试精度在水平和垂直方向都可以达到优秀指标(0.03mm)以内，与现有装置相比，极大地提高了对中精度。

Claims (7)

1.一种可伸缩式的转子对中度调节装置，其特征在于包括：法兰支架(1)、径向调节螺杆(2)、轴向调节螺杆(3)和杠杆百分表(4)；

法兰支架(1)包括法兰和筒形轴，法兰在筒形轴的一端，且法兰与筒形轴一体成型；法兰支架(1)的筒形轴与外部电机的输出轴通过法兰固定连接；

筒形轴的另一端设置有第一凸台，第一凸台上有螺纹通孔、螺纹通孔的中心轴线与筒形轴的中心轴线垂直；

径向调节螺杆(2)包括外螺纹螺柱和第二凸台，外螺纹螺柱的一端为第二凸台，第二凸台上设置有螺纹通孔，第二凸台的螺纹通孔的中心轴垂直于径向调节螺杆(2)的外螺纹螺柱的中心轴；径向调节螺杆(2)的外螺纹螺柱的另一端与法兰支架(1)的第一凸台上的螺纹通孔螺纹连接，并通过螺母紧固；

轴向调节螺杆(3)包括主调节螺杆、夹持部和连接杆，连接杆上带有外螺纹，连接杆的直径小于主调节螺杆的直径，主调节螺杆的一端伸出方形夹持部，主调节螺杆的另一端与连接杆的一端相连，且主调节螺杆与连接杆同中心轴；主调节螺杆的方形夹持部穿过径向调节螺杆(2)的第二凸台上的螺纹通孔，主调节螺杆与第二凸台上的螺纹通孔螺纹连接；

杠杆百分表(4)设置有内螺纹连接杆，轴向调节螺杆(3)的连接杆的另一端与杠杆百分表(4)的内螺纹连接杆螺纹连接，轴向调节螺杆(3)的连接杆的中心轴与杠杆百分表(4)的内螺纹连接杆的中心轴垂直。

2.根据权利要求1所述的一种可伸缩式的转子对中度调节装置，其特征在于：所述外部电机上设置有法兰，法兰支架(1)的法兰与外部电机上的法兰通过6个M4螺钉固定。

3.根据权利要求1所述的一种可伸缩式的转子对中度调节装置，其特征在于：所述第一凸台上的螺纹通孔的螺纹与径向调节螺杆(2)的外螺纹螺柱的螺纹均为M8螺纹。

4.根据权利要求1所述的一种可伸缩式的转子对中度调节装置，其特征在于：所述轴向调节螺杆(3)的主调节螺杆上的螺纹与径向调节螺杆(2)的第二凸台上的螺纹通孔的螺纹均为M8螺纹。

5.根据权利要求1所述的一种可伸缩式的转子对中度调节装置，其特征在于：所述轴向调节螺杆(3)的连接杆带有的外螺纹为M5螺纹。

6.根据权利要求1所述的一种可伸缩式的转子对中度调节装置，其特征在于：法兰支架材料为钛合金，法兰支架为空心薄壁结构。

7.根据权利要求1所述的一种可伸缩式的转子对中度调节装置，其特征在于：法兰支架上的法兰上设置有定位凹槽，外部电机的输出轴上设置有法兰，且外部电机的输出轴的法兰上设置有与定位凹槽匹配的定位凸台，使法兰支架的筒形轴与外部电机输出轴同轴定位。