一種軸承-轉子系統加載測試裝置及其方法
2023-05-17 07:57:31 1
專利名稱:一種軸承-轉子系統加載測試裝置及其方法
技術領域:
本發明涉及旋轉機械的加載測試裝置,特別是一種軸承-轉子系統加載測試裝置 及其方法。
背景技術:
轉子-軸承系統是旋轉機械的核心部件,其動、靜態負荷下系統的承載能力、穩定 性、剛性等性能直接影響系統的安全運轉,否則將引起系統超載、劇烈振動等現象,嚴重將 導致重大事故的發生。對轉子-軸承系統進行動、靜態加載測試與監測,可為機組安全運行 和故障診斷提供指導,避免惡性事故的發生。但是,目前普遍採用的加載測試方法是在轉子 靜態下進行接觸式加載如彈簧加載、氣缸加載等,對軸承-轉子系統的瞬態,尤其是啟、停 狀態不能進行動態測試,不能滿足日益發展的高速機械性能測試要求。主要體現在以下方 面1、靜態承載測試,加載困難,加載不連續。2、無載情況下的動態研究偏離實際工況,不利於充分研究軸承_轉子系統的工作 特性。3、採用傳統的輪盤加載容易破壞轉子的動平衡性,容易發生碰撞摩擦。同時輪盤 加載,加載範圍單一。4、傳統的接觸式加載,存在較多不安全因素,不利於人身安全。
發明內容
為解決現有技術的上述問題,本發明要提出一種可以在高速旋轉狀態下實現動態 加載、連續加載、安全加載的軸承_轉子系統加載裝置及其方法。為了實現上述目的,本發明的技術方案如下一種軸承-轉子系統加載測試裝置, 包括靜壓氣體軸承、浮動接頭、壓力傳感器、氣缸、加載支架、方向控制閥、壓力調節閥A和 壓力調節閥B,所述的靜壓氣體軸承的上部與浮動接頭的下部連接,所述的浮動接頭的上部 與壓力傳感器的下部連接,所述的壓力傳感器的上部與氣缸連接;所述的氣缸固定在加載 支架上,所述的氣缸與方向控制閥通過氣管和快速接頭連接;所述的方向控制閥通過壓力 調節閥A與進氣管連接,所述的靜壓氣體軸承通過壓力調節閥B與進氣管連接。本發明所述的靜壓氣體軸承和浮動接頭通過螺紋連接,所述的浮動接頭與壓力傳 感器通過螺紋連接,所述的壓力傳感器與氣缸之間通過螺紋連接,所述的氣缸和加載支架 之間通過螺栓固定。本發明所述的靜壓氣體軸承是部分圓弧形靜壓氣體軸承。一種軸承-轉子系統加載測試裝置的加載測試方法,包括以下步驟A、通過壓力調節閥A將壓縮氣體輸送到靜壓氣體軸承上,使其與測試轉子之間形 成氣膜;同時通過壓力調節閥B將壓縮氣體輸送到方向控制閥,通過方向控制閥使氣缸的 氣缸杆向下伸出,使靜壓氣體軸承接近測試轉子,並在靜壓氣體軸承和測試轉子間形成氣膜力;當氣膜力與氣缸杆加載力平衡時,氣缸杆停止運動,此時氣缸杆的加載力被傳到測試 轉子上;B、通過壓力傳感器測出加載力的大小。本發明所述的壓力調節閥A可調節氣缸杆加載力的大小,壓力調節閥B可調節測 試轉子與靜壓氣體軸承間的氣膜間隙。與現有實驗方法相比,本發明具有以下有益效果1、由於本發明使靜壓氣體軸承和測試轉子之間形成氣膜,實現了非接觸加載,可 以在轉子靜態或高速運轉時對其加載,加載安全,加載力的大小調節方便。2、由於本發明在加載過程中,採用非接觸的加載方法,因此加載時不會影響轉子 的動平衡特性,可以在靜態、高速、超高速下進行加載。3、由於本發明採用氣缸加載,通過調節氣缸的供氣壓力可以針對不同偏心率狀態 下軸承_轉子系統的特性進行實驗研究,實現高速下無級調節加載力的大小的目的。4、由於本發明採用氣缸加載,氣體的可壓縮性,為氣缸杆及加載軸承的運動提供 了一定空間,因此轉子跳動時,加載軸承也會相對運動,使測試過程更接近實際工況。5、由於本發明採用浮動接頭連接,浮動接頭具有一定角度的偏擺範圍,因此當轉 子發生振動時,受氣膜勻化效應的影響,靜壓氣體軸承也會隨著轉子偏擺,而不會與轉子發 生碰撞,保證實驗系統和實驗人員的安全。6、由於本發明加有壓力傳感器,因而可以測試出靜態、旋轉兩種狀態下軸承-轉 子系統的承載特性,為合理設計優化系統提供了可靠實驗依據。
本發明僅有附圖1張,其中圖1是軸承-轉子系統氣輔加載裝置示意圖。圖中1、測試轉子,2、加載支架,3、靜壓氣體軸承,4、浮動接頭,5、壓力傳感器,6、 氣缸,7、方向控制閥,8、壓力調節閥A,9、壓力調節閥B。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明進行進一步地描述。如圖1所示,一種軸承-轉子系統加 載測試裝置,包括靜壓氣體軸承3、浮動接頭4、壓力傳感器5、氣缸6、加載支架2、方向控制 閥7、壓力調節閥A8和壓力調節閥B9,所述的靜壓氣體軸承3的上部與浮動接頭4的下部 連接,所述的浮動接頭4的上部與壓力傳感器5的下部連接,所述的壓力傳感器5的上部與 氣缸6連接;所述的氣缸6固定在加載支架2上,所述的氣缸6與方向控制閥7通過氣管和 快速接頭連接;所述的方向控制閥7通過壓力調節閥A8與進氣管連接,所述的靜壓氣體軸 承3通過壓力調節閥B9與進氣管連接。所述的靜壓氣體軸承3和浮動接頭4通過螺紋連 接,所述的浮動接頭4與壓力傳感器5通過螺紋連接,所述的壓力傳感器5與氣缸6之間通 過螺紋連接,所述的氣缸6和加載支架2之間通過螺栓固定。所述的靜壓氣體軸承3是部 分圓弧形靜壓氣體軸承3。一種軸承_轉子系統加載測試裝置的加載測試方法,包括以下步驟A、通過壓力調節閥A8將壓縮氣體輸送到靜壓氣體軸承3上,使其與測試轉子1之
4間形成氣膜;同時通過壓力調節閥B9將壓縮氣體輸送到方向控制閥7,通過方向控制閥7 使氣缸6的氣缸杆向下伸出,使靜壓氣體軸承3接近測試轉子1,並在靜壓氣體軸承3和測 試轉子1間形成氣膜力;當氣膜力與氣缸杆加載力平衡時,氣缸杆停止運動,此時氣缸杆的 加載力被傳到測試轉子1上;B、通過壓力傳感器5測出加載力的大小。本發明所述的壓力調節閥A8可調節氣缸杆加載力的大小,壓力調節閥B9可調節 測試轉子1與靜壓氣體軸承3間的氣膜間隙。本發明的使用方法,包括以下步驟1、將整個裝置按照圖1裝好,並按要求連接氣路。2、向靜壓氣體軸承2通入壓縮空氣,根據承載大小,調節壓力調節閥B9將壓力調 節到0. 1-0. 6MPa範圍。3、向壓力調節閥A8通氣,將壓力調節到0. 1-0. 2MPa範圍,控制方向控制閥7,使氣 缸6的氣缸杆緩慢向下伸出。4、當靜壓氣體軸承2與測試轉子1之間形成氣膜間隙,且氣膜承載力達到與氣缸 輸出力平衡時,氣缸杆停止運動。5、調節壓力調節閥B9,將供氣壓力調到0. 1-0. 6MPa左右。6、根據承載大小,精確調節壓力調節閥A8,使壓力滿足測試要求。
權利要求
一種軸承 轉子系統加載測試裝置,其特徵在於包括靜壓氣體軸承(3)、浮動接頭(4)、壓力傳感器(5)、氣缸(6)、加載支架(2)、方向控制閥(7)、壓力調節閥A(8)和壓力調節閥B(9),所述的靜壓氣體軸承(3)的上部與浮動接頭(4)的下部連接,所述的浮動接頭(4)的上部與壓力傳感器(5)的下部連接,所述的壓力傳感器(5)的上部與氣缸(6)連接;所述的氣缸(6)固定在加載支架(2)上,所述的氣缸(6)與方向控制閥(7)通過氣管和快速接頭連接;所述的方向控制閥(7)通過壓力調節閥A(8)與進氣管連接,所述的靜壓氣體軸承(3)通過壓力調節閥B(9)與進氣管連接。
2.根據權利要求1所述的一種軸承-轉子系統加載測試裝置,其特徵在於所述的靜 壓氣體軸承(3)和浮動接頭(4)通過螺紋連接,所述的浮動接頭(4)與壓力傳感器(5)通 過螺紋連接,所述的壓力傳感器(5)與氣缸(6)之間通過螺紋連接,所述的氣缸(6)和加載 支架(2)之間通過螺栓固定。
3.根據權利要求1所述的一種軸承-轉子系統加載測試裝置,其特徵在於所述的靜 壓氣體軸承(3)是部分圓弧形靜壓氣體軸承(3)。
4.一種如權利要求1所述的軸承-轉子系統加載測試裝置的加載測試方法,其特徵在 於包括以下步驟A、通過壓力調節閥A(8)將壓縮氣體輸送到靜壓氣體軸承(3)上,使其與測試轉子(1) 之間形成氣膜;同時通過壓力調節閥B(9)將壓縮氣體輸送到方向控制閥(7),通過方向控 制閥(7)使氣缸(6)的氣缸杆向下伸出,使靜壓氣體軸承(3)接近測試轉子(1),並在靜壓 氣體軸承(3)和測試轉子(1)間形成氣膜力;當氣膜力與氣缸杆加載力平衡時,氣缸杆停止 運動,此時氣缸杆的加載力被傳到測試轉子(1)上;B、通過壓力傳感器(5)測出加載力的大小。
5.一種如權利要求4所述的軸承-轉子系統加載測試裝置的加載測試方法,其特徵在 於所述的壓力調節閥A(8)可調節氣缸杆加載力的大小,壓力調節閥B(9)可調節測試轉子 ⑴與靜壓氣體軸承⑶間的氣膜間隙。
全文摘要
本發明公開了一種軸承-轉子系統加載測試裝置及其加載測試方法,所述的裝置包括靜壓氣體軸承、浮動接頭、壓力傳感器、氣缸、加載支架、方向控制閥、壓力調節閥A和壓力調節閥B,所述的氣缸固定在加載支架上,所述的氣缸與方向控制閥通過氣管和快速接頭連接;所述的方向控制閥通過壓力調節閥A與進氣管連接,所述的靜壓氣體軸承通過壓力調節閥B與進氣管連接。由於本發明使靜壓氣體軸承和測試轉子之間形成氣膜,實現了非接觸加載,可以在轉子靜態或高速運轉時對其加載,加載安全,加載力的大小調節方便。本發明在加載過程中,採用非接觸的加載方法,因此加載時不會影響轉子的動平衡特性,可以在靜態、高速、超高速下進行加載。
文檔編號G01M13/00GK101915662SQ20101022367
公開日2010年12月15日 申請日期2010年7月9日 優先權日2010年7月9日
發明者於賀春, 關廣豐, 熊偉, 王海濤, 馬文琦 申請人:大連海事大學