CN209055324U - 可变刚性与支承布局的轴系试验台 - Google Patents

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田民
谢守振
段富宣
史松霞
熊子健
宋岩
孙元哲
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可变刚性与支承布局的轴系试验台,用于实现对不同外径、连续变支承跨距转轴的高速旋转试验。在下机座的上部固定有上机座,在上机座的上部固定安装有电主轴,在电主轴的输出端固定有联轴器;在下机座的上部还设有若干位于同一直线上的支承单元,试验时将待试验转轴的一端与联轴器固定连接,支承单元用于对旋转的转轴进行支承,在上机座的上部安装有用于测量电主轴转速的测速头,在支承单元上设有测量转轴受力点所受压力的压力传感器以及测量转轴振动值的振动传感器,测速头、压力传感器和振动传感器均通过电缆与电气箱内的处理器连接。该试验台,通过检测转轴的转速和振动值对高速旋转的转轴进行试验,并可以对不同外径的转轴进行试验。

Description

可变刚性与支承布局的轴系试验台
技术领域
本实用新型涉及轴系试验技术领域,具体地说是可变刚性与支承布局的轴系试验台。
背景技术
高速轴系的极限转速模拟目前多通过有限元分析进行,但是设计的边界条件不能全面、灵活的展示轴系实际工况,在实际应用中偏差较大。直接制作实物进行试验时,由于投资费用和固定结构尺寸的限制,不能求出轴系最佳的支承结构尺寸。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供可变刚性与支承布局的轴系试验台,用于实现对不同外径、连续变支承跨距转轴的高速旋转试验。
本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是:可变刚性与支承布局的轴系试验台,其特征是,它包括电气箱、下机座、上机座、电主轴、联轴器、测速头、支承单元、压力传感器和振动传感器,在下机座的上部固定有上机座,在上机座的上部固定安装有电主轴,在电主轴的输出端固定有联轴器;在下机座的上部还设有若干位于同一直线上的支承单元,试验时将待试验转轴的一端与联轴器固定连接,支承单元用于对旋转的转轴进行支承,在上机座的上部安装有用于测量电主轴转速的测速头,在支承单元上设有测量转轴受力点所受压力的压力传感器以及测量转轴振动值的振动传感器,测速头、压力传感器和振动传感器均通过电缆与电气箱内的处理器连接。
进一步地,支承单元包括上下设置的上支架和下支架,在下支架上设有一对下支承轮,在上支架上设有上支承轮,上支承轮与上支架之间相对转动的同时沿直线方向相对移动,上、下支承轮分别位于正三角形的三个顶点上,转轴置于上、下支承轮之间。
进一步地,在下支架的上部设有第一延伸部和第二延伸部,在第一、第二延伸部上活动设置有调节板,下支承轮转动安装在调节板上,在调节板与下支架之间设有调节螺栓,通过调节螺栓调整调节板在下支架上的相对位置。
进一步地,调节板为U形板,第一、第二延伸部置于调节板的缺口中,在调节板上固定有小轴,下支承轮转动安装在小轴上。
进一步地,上支架的下部包括第一安装部和第二安装部,其中第一安装部与第一延伸部之间铰接,第二安装部与第二延伸部之间通过锁止螺钉连接。
进一步地,在上支架的中部滑动安装有导向柱,在导向柱的下部固定有动轴,在动轴上转动安装上支承轮;在导向柱的顶部固定有碟簧板,在上支架的顶部固定有外壳,在外壳顶部螺纹安装有螺杆,在螺杆的底部与碟簧板之间设有压力传感器,在外壳顶部设有振动传感器。
进一步地,两调节板呈八字形结构且两者之间的夹角为120度。
本实用新型的有益效果是:本实用新型提供的可变刚性与支承布局的轴系试验台,通过检测转轴的转速和振动值对高速旋转的转轴进行试验,并可以对不同外径的转轴进行试验。
附图说明
图1为本实用新型的正面示意图;
图2为支承单元的示意图;
图3为图2中的A-A剖视图;
图中:1电气箱,11电脑,12电缆,13测速头,2下机座,21上机座,22电主轴,23联轴器,3支承单元,31下支架,311螺纹孔,312第一延伸部,313第二延伸部,314支耳,32上支架,321第一安装部,322第二安装部,323锁止螺钉,33调节板,331缺口,332长槽,34固定螺钉,35导向螺栓,36下支承轮,37销轴,38外壳,39调节螺栓,4转轴,5动轴,51上支承轮,52导向柱,53碟簧板,54压力传感器,55碟簧,56螺杆,57固定螺母,58振动传感器,6小轴,61安装螺母,62轴承,63隔圈,64端盖。
具体实施方式
如图1至图3所示,本实用新型主要包括电气箱1、下机座2、上机座21、电主轴22、联轴器23、测速头13、支承单元3、压力传感器54和振动传感器58,下面结合附图对本实用新型进行详细描述。
如图1所示,电气箱1与电脑11电气连接,电脑可直接放在电气箱顶部。电气箱和下机座2均放置在地面上,在下机座的左端固定有上机座21,在上机座的上部固定安装有电主轴22,在电主轴的主轴末端设有联轴器23,联轴器的设置可以方便将待测试转轴4与电主轴连接在一起。在上机座左端设有对电主轴进行转速测量的测速头13,测速头通过电缆12与电气箱内的处理器连接,并将电主轴的转速实时显示在电脑上。
在下机座的上部设有多个自左向右依次设置的支承单元3,支承单元用于实现对高速旋转中的转轴的支承。支承单元3的数目可以为2个,也可以为3个,甚至更多。支承单元可以固定在下机座的上部,也可以沿左右方向滑动设置在下机座的上部,此时需要在下机座与支承单元之间设置锁止结构;当需要再次调节支承单元在下机座上的位置时,松开锁止结构即可。具体如下:如图2所示,支承单元包括下支架31、设置在下支架上方的上支架32、活动设置在下支架上的两块调节板33、转动安装在调节板上的下支承轮36、活动设置在上支架中部的导向柱52、固定在导向柱底部的动轴5、转动安装在动轴下部的上支承轮51。试验时,将待测转轴置于上支承轮和两个下支承轮之间。在下支架31的下部设有螺纹孔311,通过置于螺纹孔中的螺栓组件实现下支架与下机座的固定连接;下支架位于下机座的上部,当需要调节下支架在下机座上的位置时,松开下支架与下机座之间的螺栓组件,然后再次锁紧即可。
在下支架的上部设有左右设置的第一延伸部312和第二延伸部313,在第一延伸部的顶端设有支耳314。在上支架的左端设有第一安装部321,在上支架的右端设有第二安装部322,第一安装部与第一延伸部之间通过销轴37铰接连接在一起,在第二安装部与第二延伸部之间设置锁止螺钉323,以实现上支架与下支架的相对固定。在第一延伸部和第二延伸部上均设有调节板33,调节板与第一延伸部、调节板与第二延伸部之间均滑动连接,两调节板呈八字形结构且两调节板之间的夹角为120度。为实现调节板与下支架之间沿直线方向的相对移动,为调节板的移动提供导向,在下支架的前侧面固定有导向螺栓35,在调节板上设有长槽331,导向螺栓的螺杆穿在长槽中。
调节板为U形结构,第一延伸部或第二延伸部置于调节板的内侧,这样调节板夹持住第一延伸部或第二延伸部,为调节下支架与调节板之间的相对位置,在调节板的下端与下支架之间设有调节螺栓39,调节螺栓与下支架螺纹连接,通过旋转调节螺栓可以改变调节板与下支架之间的相对位置,进而调节两个下支承轮之间的距离。如图3所示,调节板的内侧为缺口331,在缺口内设有下支承轮36,在下支承轮的内壁与轴承62外圈固定连接,在轴承内圈上固定有小轴6,在下支承轮的端面上通过固定螺钉固定安装端盖64,以实现对轴承的轴向限位。在缺口内还设有隔圈63,隔圈的设置也可实现对轴承内圈的轴向限位。在小轴的端部设有置于缺口外部的安装螺母61,安装螺母的设置用于实现小轴与调节板之间的固定连接。
在上支架的中部滑动设置有导向柱52,在导向柱的底部固定有动轴5,在动轴的下部转动安装有上支承轮51,上支承轮、动轴之间的装配方式与下支承轮、调节板之间的装配方式相同。在导向柱的顶部通过固定螺钉固定有碟簧板53,在上支架的顶部通过固定螺钉固定有外壳38,外壳为底部敞口的圆柱形中空结构,外壳的顶部设有圆孔,在该圆孔中设有螺杆56,在外壳的顶部固定安装有固定螺母57,固定螺母与螺杆螺纹连接。在螺杆的底部固定有压块,压块与压力传感器54固定连接,压力传感器的底部与碟簧55固定连接,碟簧下部固定在碟簧板上;压力传感器的实质为称重传感器。在外壳的顶部固定有振动传感器58,当导向柱向上移动时,可以压动压力传感器,压力传感器将检测信号传递至电气箱。固定螺母的设置便于调节螺杆在外壳上的上下位置,进而改变压力传感器的上下位置,进而调节碟簧的压缩量,以调节施加在转轴上的预压力。压力传感器用于测量转轴承受的压力,振动传感器用于测量转轴的振动值。
使用时,将上支架打开,将转轴放置在下支承轮上,然后将转轴的左端与联轴器固定连接,将上支架放下,将第二安装部与第二延伸部固定连接,此时转轴被下支承轮、上支承轮夹持住。当电主轴驱动转轴转动时,转轴的跳动可以带动导向柱的上下移动,进而使得压力传感器受压。导向柱上移时,还可以引起外壳的振动,此时振动传感器可以检测转轴的振动。当待试验的转轴外径更大时,可以调整调节板与下支架的相对位置,进而增大下支承轮与上支承轮之间的距离,以及下支承轮之间的距离。在调整调节板与下支架的相对位置时,应保证下支承轮与上支承轮始终处于正三角形的三个顶点上。在进行完一次试验后,可以通过旋转螺杆56调节施加在转轴上的预压力,然后再次驱使转轴高速旋转,并通过压力传感器检测高速旋转过程中的转轴所受的压力值以及振动值,实现可变刚性的试验。还可以改变各支承单元在下机座上的位置,以及各支承单元之间的间距,实现支承变距试验。通过试验,了解不同外径轴系、不同支承位置的受力情况,进而便于轴承的设计。
下面对可变刚性与支承布局的轴系试验方法进行描述:
(1)、将转轴安装在试验台的上支承轮与下支承轮之间,并通过联轴器将转轴与电主轴固定连接;
(2)、启动电主轴带动转轴高速旋转,通过压力传感器检测转轴承受的压力,通过振动传感器检测转轴的振动值;
(3)、调节转轴承受的预压力,再次驱动转轴高速旋转,并再次检测转轴承受的压力以及转轴的振动值;
(4)、调节转轴的支承单元之间的距离以及支承单元在下机座上的位置,再次驱动转轴高速旋转,并再次检测转轴承受的压力以及转轴的振动值。

Claims (7)

1.可变刚性与支承布局的轴系试验台,其特征是,它包括电气箱、下机座、上机座、电主轴、联轴器、测速头、支承单元、压力传感器和振动传感器,在下机座的上部固定有上机座,在上机座的上部固定安装有电主轴,在电主轴的输出端固定有联轴器;在下机座的上部还设有若干位于同一直线上的支承单元,试验时将待试验转轴的一端与联轴器固定连接,支承单元用于对旋转的转轴进行支承,在上机座的上部安装有用于测量电主轴转速的测速头,在支承单元上设有测量转轴受力点所受压力的压力传感器以及测量转轴振动值的振动传感器,测速头、压力传感器和振动传感器均通过电缆与电气箱内的处理器连接。
2.根据权利要求1所述的可变刚性与支承布局的轴系试验台,其特征是,支承单元包括上下设置的上支架和下支架,在下支架上设有一对下支承轮,在上支架上设有上支承轮,上支承轮与上支架之间相对转动的同时沿直线方向相对移动,上、下支承轮分别位于正三角形的三个顶点上,转轴置于上、下支承轮之间。
3.根据权利要求2所述的可变刚性与支承布局的轴系试验台,其特征是,在下支架的上部设有第一延伸部和第二延伸部,在第一、第二延伸部上活动设置有调节板,下支承轮转动安装在调节板上,在调节板与下支架之间设有调节螺栓,通过调节螺栓调整调节板在下支架上的相对位置。
4.根据权利要求3所述的可变刚性与支承布局的轴系试验台,其特征是,调节板为U形板,第一、第二延伸部置于调节板的缺口中,在调节板上固定有小轴,下支承轮转动安装在小轴上。
5.根据权利要求2所述的可变刚性与支承布局的轴系试验台,其特征是,上支架的下部包括第一安装部和第二安装部,其中第一安装部与第一延伸部之间铰接,第二安装部与第二延伸部之间通过锁止螺钉连接。
6.根据权利要求5所述的可变刚性与支承布局的轴系试验台,其特征是,在上支架的中部滑动安装有导向柱,在导向柱的下部固定有动轴,在动轴上转动安装上支承轮;在导向柱的顶部固定有碟簧板,在上支架的顶部固定有外壳,在外壳顶部螺纹安装有螺杆,在螺杆的底部与碟簧板之间设有压力传感器,在外壳顶部设有振动传感器。
7.根据权利要求3所述的可变刚性与支承布局的轴系试验台,其特征是,两调节板呈八字形结构且两者之间的夹角为120度。
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