一种机械传动式转子碰摩试验台制造技术

一种机械传动式转子碰摩试验台，包括转子组件和施力机构；施力机构包括施力机构底座、滑台、施力机构电机、Y向动态扭矩传感器、施力轮、施力轴、X向动态扭矩传感器和磁粉制动器。该试验台通过施力轮给转盘施力代替碰摩钉或碰摩柱，实现了碰摩试验法向碰撞力的可控加载。该试验台采用磁粉制动器作为安全保护装置，当切向摩擦力作用在施力轮的扭矩大于等于磁粉制动器的安全输出扭矩时，施力轮会带动施力轴开始转动，从而使得碰摩点由滑动摩擦转变为滚动摩擦，降低了切向摩擦力对施力轮的影响，避免了碰摩钉或碰摩柱断裂的安全隐患。将转子组件通过倒T型槽安装在机座上，方便地实现了不同型号转盘、转轴的可重构，提高了试验台的通用性。

【技术实现步骤摘要】
一种机械传动式转子碰摩试验台
本技术涉及一种机械传动式转子碰摩试验台,属于旋转机械模拟试验

技术介绍
旋转机械是指依靠转子旋转运动进行工作的机器，由转子、轴承等零部件组成。转子作为旋转机械的主要部件，与定子的碰摩是旋转机械中最常发生也是极具破坏性的一种故障。通过转子碰摩试验台模拟转子碰摩故障，研究不同碰摩程度下旋转机械的运行状态，对于预防旋转机械碰摩事故的发生具有重要的实际意义。转子碰摩试验装置多采用碰摩钉或碰摩柱等部件进行碰摩模拟试验，通过手动或液压自动加载的方式调节碰摩钉或碰摩柱与转子的法向碰撞力，碰摩时的切向摩擦力则采用应变片进行测量；其不足之处在于，采用液压缸加载的方式虽可实现法向碰撞力的自动调节，但液压缸配套的液压系统会增加试验装置的占地面积，同时增大了试验装置的系统调试难度；采用碰摩钉或碰摩柱与转子进行碰摩，当碰摩试验要求的法向碰撞力过大时，容易引起切向摩擦力的过载，从而导致碰摩钉或碰摩柱存在断裂的安全隐患，现有试验装置难以满足高强度碰摩试验的安全需求。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种机械传动式转子碰摩试验台，使其能更准确、安全地模拟旋转机械碰摩故障，为预防旋转机械碰摩事故的发生提供更可靠的试验依据。本技术解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种机械传动式转子碰摩试验台，包括转子组件、施力机构和机座；转子组件包括转盘、转轴和转子驱动电机，其特征在于:所述的施力机构包括施力机构底座、滑台、施力机构电机、Y向动态扭矩传感器、施力轮、施力轴、X向动态扭矩传感器和磁粉制动器；施力轴通过轴承安装在施力架上，施力轴、X向动态扭矩传感器和磁粉制动器之间通过联轴器相连，施力架、X向动态扭矩传感器和磁粉制动器安装在滑台上；滑台通过施力机构导轨副与施力机构底座相连，并通过施力机构丝杠副与Y向动态扭矩传感器的一端相连，Y向动态扭矩传感器的另一端与施力机构电机相连；所述施力轮的圆心与转盘的圆心保持在同一水平面；施力机构底座通过移动机构导轨副与机座相连，施力机构底座通过移动机构丝杠副与移动机构电机相连。优选地，在机座上开有两条平行的倒T型槽，转子组件通过倒T型槽与机座相连。优选地，该转子碰摩试验台还包括移动机构底座，该移动机构底座固定在机座上，施力机构底座通过移动机构导轨副设置在移动机构底座上，在移动机构底座与机座之间设有使施力轮的圆心与转盘的圆心保持在同一水平面的调节机构。优选地，所述的调节机构由垫板和调节螺栓组成。本技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：本技术的方案在进行试验时，采用机械传动的结构通过施力机构电机间接给转盘施力，实现了碰摩试验法向碰撞力的可控加载；试验台通过施力轮给转盘施力，与采用碰摩钉或碰摩柱施力相比，施力轮可承受的碰摩力强度高，且施力轮外圆周的任意一点均可作为施力点，施力轮的磨损非常小，能长期维持高精度，试验设施的耐用性强于采用碰摩钉或碰摩柱固定点施力的方式；②采用磁粉制动器作为安全保护装置，当切向摩擦力作用在施力轮的扭矩大于等于磁粉制动器的安全输出扭矩时，说明试验产生的切向摩擦力过大，容易引发试验事故，此时，施力轮会带动施力轴开始转动，从而使得碰摩点由滑动摩擦转变为滚动摩擦，降低了切向摩擦力对施力轮的影响，避免了试验事故的发生，若采用碰摩钉或碰摩柱的施力方式，则不可避免的存在碰摩钉或碰摩柱断裂的安全隐患。因此，本技术装置在进行旋转机械碰摩故障模拟试验时，能安全、方便、低成本地实现法向碰撞力的精确、可靠控制，从而为预防旋转机械碰摩事故的发生提供更可靠的试验依据。③本试验台采用转轴的轴承通过轴承套与轴承安装座相连、轴承安装座通过螺栓安装在机座的倒T型槽上，移动机构底座通过调节机构与机座相连的安装方式，方便地实现了不同型号转盘、转轴的可重构，提高了试验台的通用性。附图说明图1是本技术提供的一种机械传动式转子碰摩试验台实施例的结构原理示意图。图中：1-机座；2-垫板；3-移动机构导轨副；4-移动机构底座；5-施力机构底座；6-施力机构电机；7-施力机构导轨副；8-滑台；9-施力架；10-施力轮；11-施力轴；12-转轴；13-转盘；14-轴承安装座；15-转子驱动电机；16-轴承套；17-倒T型槽；18-磁粉制动器；19-X向动态扭矩传感器；20-施力机构丝杠副；21-移动机构电机；22-移动机构丝杠副；23-Y向动态扭矩传感器。具体实施方式下面结合附图对本技术的结构、原理及工作过程进行进一步说明参见图1，本技术提供的一种机械传动式转子碰摩试验台，包括机座1、转子组件和施力机构，转子组件包括转盘13、转轴12和转子驱动电机15，所述的施力机构包括施力机构底座5、滑台8、施力机构电机6、Y向动态扭矩传感器23、施力架9、施力轮10、施力轴11、X向动态扭矩传感器19和磁粉制动器18；施力轴11通过轴承安装在施力架9上，施力轴11、X向动态扭矩传感器19和磁粉制动器18之间通过联轴器相连，施力架9、X向动态扭矩传感器19和磁粉制动器18安装在滑台8上。滑台8通过施力机构导轨副7与施力机构底座5相连，该滑台8并通过施力机构丝杠副20与Y向动态扭矩传感器23的一端相连，该Y向动态扭矩传感器23的另一端与施力机构电机6相连；所述施力轮10的圆心与转盘13的圆心保持在同一水平面；施力机构底座5通过移动机构导轨副3与机座1相连，施力机构底座5通过移动机构丝杠副22与移动机构电机21相连。为方便地实现了不同型号转盘13、转轴12的可重构，提高试验台的通用性，可在机座1上开设两条平行的倒T型槽17，将转子组件中转子驱动电机15、轴承安装座14通过倒T型槽17与机座1相连。。在实验过程中，为了使施力轮10的圆心与转盘13的圆心保持在同一水平面内，该转子碰摩试验台还包括移动机构底座4，该移动机构底座4固定在机座1上，施力机构底座5通过移动机构导轨副3设置在移动机构底座4上，在移动机构底座4与机座1之间设置调节机构，可方便调节施力轮10的圆心与转盘13的圆心保持在同一水平面上。本实施例中，调节机构采用由垫板2和调节螺栓组成。当需要更换不同型号的转盘13、转轴12时，只需调整轴承安装座14在倒T型槽17的位置、更换与转轴12轴承配套的轴承套16、调整设置在移动机构底座4与机座1之间的调节机构即可实现转盘13、转轴12的可重构通过Y向动态扭矩传感器23和X向动态扭矩传感器19分别采集法向碰撞力和切向摩擦力产生的扭矩信号，从而得到研究旋转机械碰摩故障所需的试验数据，为预防旋转机械碰摩事故的发生提供更可靠的试验依据。本技术的原理和工作过程如下：根据待试验的转盘13、转轴12尺寸，调整设置在移动机构底座4与机座1之间的调节机构，使施力轮10的圆心与转盘13的圆心保持在同一水平面；移动机构电机21驱动移动机构丝杠副22旋转从而带动施力机构底座5沿移动机构导轨副3移动，当施力轮10与转盘13外切时，移动机构电机21停止转动并保持自锁状态；转子驱动电机15根据用户的试验要求驱动转轴12从而带动转盘13转动；根据用户设定的法向碰撞力的变化曲线，实时控制施力机构电机6输出扭矩的大小，通过施力轮10给转盘13施加力，从而实现碰摩法向碰撞力按用户需求变化，以模拟旋转机械本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机械传动式转子碰摩试验台，包括转子组件、施力机构和机座(1)；转子组件包括转盘(13)、转轴(12)和转子驱动电机(15)，其特征在于:所述的施力机构包括施力机构底座(5)、滑台(8)、施力机构电机(6)、Y向动态扭矩传感器(23)、施力轮(10)、施力轴(11)、X向动态扭矩传感器(19)和磁粉制动器(18)；施力轴(11)通过轴承安装在施力架(9)上，施力轴(11)、X向动态扭矩传感器(19)和磁粉制动器(18)之间通过联轴器相连，施力架(9)、X向动态扭矩传感器(19)和磁粉制动器(18)安装在滑台(8)上；滑台(8)通过施力机构导轨副(7)与施力机构底座(5)相连，滑台(8)并通过施力机构丝杠副(20)与Y向动态扭矩传感器(23)的一端相连，Y向动态扭矩传感器(23)的另一端与施力机构电机(6)相连；所述施力轮(10)的圆心与转盘(13)的圆心保持在同一水平面；施力机构底座(5)通过移动机构导轨副(3)与机座(1)相连，施力机构底座(5)通过移动机构丝杠副(22)与移动机构电机(21)相连。

【技术特征摘要】
1.一种机械传动式转子碰摩试验台，包括转子组件、施力机构和机座(1)；转子组件包括转盘(13)、转轴(12)和转子驱动电机(15)，其特征在于:所述的施力机构包括施力机构底座(5)、滑台(8)、施力机构电机(6)、Y向动态扭矩传感器(23)、施力轮(10)、施力轴(11)、X向动态扭矩传感器(19)和磁粉制动器(18)；施力轴(11)通过轴承安装在施力架(9)上，施力轴(11)、X向动态扭矩传感器(19)和磁粉制动器(18)之间通过联轴器相连，施力架(9)、X向动态扭矩传感器(19)和磁粉制动器(18)安装在滑台(8)上；滑台(8)通过施力机构导轨副(7)与施力机构底座(5)相连，滑台(8)并通过施力机构丝杠副(20)与Y向动态扭矩传感器(23)的一端相连，Y向动态扭矩传感器(23)的另一端与施力机构电机(6)相连；所述施力轮(10)的圆心与...

【专利技术属性】
技术研发人员：张筱辰，蒋东翔，韩特，王南飞，杨一舟，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：新型
国别省市：北京,11