本发明专利技术公开了一种磁悬浮双转子结构的试验装置，属于机械技术领域。试验装置包括平台、两个磁悬浮轴承座、至少一套外转轴加载组件、至少一套内转轴加载组件、至少2个传感器组和处理器；两个磁悬浮轴承座分别固定在平台上，两个磁悬浮轴承的定子分别固定在两个磁悬浮轴承座上，外转轴加载组件用于对外转轴施加沿外转轴的径向方向的力，并对施加沿外转轴的径向方向的力进行测量；第一传感器组用于采集外转轴分别在x方向和y方向的径向位移；第二传感器组用于采集内转轴分别在x方向和y方向的径向位移；处理器用于接收传感器组采集的信号、接收外转轴加载组件测量的力信号、以及接收内转轴加载组件测量的力信号，并对接收的信号进行分析。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机械
，特别涉及一种磁悬浮双转子结构的试验装置。
技术介绍
涡轮发动机是航空发动机的重要组成部分，用于驱动航空发动机的压气机工作。按照不同的转轴数量，涡轮发动机分为单转子、双转子和多转子涡轮发动机。其中，双转子涡轮发动机配置双转子结构。一般地，双转子结构包括两根转轴，高压转轴和低压转轴。高压转轴的一端连接涡轮发动机的高压涡轮，高压转轴的另一端连接高压压气机。高压转轴为空心轴，低压转轴的一端连接涡轮发动机的低压涡轮，低压转轴的另一端从高压转轴的空心穿过后连接低压压气机。在工作时，涡轮发动机通过高压转轴带动高压压气机高速旋转，通过低压转轴带动低压压气机低速转动。为了保证高压转轴和低压转轴独立转动，高压转轴和低压转轴之间设置滚动轴承B，低压转轴由滚动轴承B支承；而高压转轴则通过滚动轴承C固定在航空发动机的机匣上。随着磁悬浮支承技术越来越受到人们的关注与重视，可以设想将磁悬浮轴承应用于双转子结构。与其它轴承相比，虽然磁悬浮轴承能够随系统状态和需求实时地大范围调整支承特性，能够更好地匹配航空发动机的性能，但是，在航空发动机运行时，磁悬浮轴承中磁性材料的利用率要求高、材料工作点变化大、磁场分布的非线性特征强烈，所以要获得磁悬浮双转子结构的支承特性与航空发动机性能的智能匹配是比较困难的。为了研究磁悬浮双转子结构与航空发动机的匹配特性，需要设计专门针对配置磁悬浮双转子结构的试验装置。
技术实现思路
为了研究磁悬浮双转子结构与航空发动机的匹配特性，本专利技术提供了一种磁悬浮双转子结构的试验装置。所述技术方案如下：本专利技术提供了一种磁悬浮双转子结构的试验装置，适用于磁悬浮双转子结构，所述磁悬浮双转子结构包括内转轴、外转轴和两个磁悬浮轴承，所述外转轴为空心轴，所述外转轴套设在所述内转轴上，所述内转轴的两端分别伸出所述外转轴的两端外，所述内转轴可转动地固定在所述外转轴上，所述两个磁悬浮轴承分别安装于所述外转轴的两端，所述外转轴通过所述两个磁悬浮轴承可转动地固定在所述试验装置上，所述试验装置包括平台、两个磁悬浮轴承座、至少一套外转轴加载组件、至少一套内转轴加载组件、至少2个传感器组和处理器；所述两个磁悬浮轴承座分别固定在所述平台上，所述两个磁悬浮轴承的定子分别固定在所述两个磁悬浮轴承座上；所述外转轴加载组件用于，对所述外转轴施加沿所述外转轴的径向方向的力，并对施加沿所述外转轴的径向方向的力进行测量；所述内转轴加载组件用于，对所述内转轴施加沿所述内转轴的径向方向的力，并对施加沿所述内转轴的径向方向的力进行测量；所述至少2个传感器组包括至少一个第一传感器组和至少一个第二传感器组，所述第一传感器组用于，采集所述外转轴分别在x方向和y方向的径向位移；所述第二传感器组用于，采集所述内转轴分别在x方向和y方向的径向位移，所述x方向与所述y方向垂直，所述y方向为重力方向；所述处理器分别与所述传感器组、所述外转轴加载组件和所述内转轴加载组件电连接，所述处理器用于，接收所述传感器组采集的信号、接收所述外转轴加载组件测量的施加沿所述外转轴的径向方向的力信号、以及接收所述内转轴加载组件测量的施加沿所述内转轴的径向方向的力信号，并对接收的信号进行分析。可选的，所述至少一套外转轴加载组件固定在所述平台上、且位于所述两个磁悬浮轴承座之间；所述外转轴加载组件包括第一导磁环、第一铁芯、第一铁芯支座、第一力传感器、第一力传感器支座和第一电流源；所述第一导磁环为空心轴，所述第一导磁环套设在所述外转轴上，所述第一铁芯为U型铁芯，所述第一铁芯的两个支脚上分别对称地缠绕有第一线圈，所述第一铁芯的开口端朝向所述第一导磁环、并与所述第一导磁环存在间隙，所述第一铁芯与所述第一导磁环之间的间隙不小于所述磁悬浮轴承的定子和转子之间的间隙，所述第一铁芯固定在所述第一铁芯支座上，所述第一力传感器卡设在所述第一铁芯支座和所述第一力传感器支座之间，所述第一力传感器支座固定在所述平台上；所述第一电流源与所述第一线圈电连接，所述第一电流源用于输出指定电流至所述第一线圈；所述第一力传感器与所述处理器电连接。可选的，所述至少一套内转轴加载组件固定在所述平台上、且靠近所述两个磁悬浮轴承座中的其中一个磁悬浮轴承座，与所述至少一套内转轴加载组件相邻的磁悬浮轴承座位于所述至少一套内转轴加载组件与所述至少一套外转轴加载组件之间。可选的，所述第一导磁环的外壁沿径向设有第一凸缘，所述第一凸缘上均匀地设有第一通孔，所述第一凸缘与所述第一铁芯的开口相对。可选的，所述第一导磁环为电工纯铁导磁环。可选的，所述第一铁芯包括两片U型隔磁片和若干层叠的U型硅钢片，所述隔磁片与所述硅钢片的形状相同，所述若干层叠的U型硅钢片位于所述两片U型隔磁片之间。可选的，所述第一力传感器分别与所述第一铁芯支座和所述第一力传感器支座螺纹连接。可选的，所述试验装置包括两套所述外转轴加载组件和一套所述内转轴加载组件，两套所述外转轴加载组件沿外所述转轴的中心对称分布。可选的，每个所述传感器组包括两个位移传感器，所述位移传感器是电涡流位移传感器。可选的，所述试验装置还包括第一电机和第二电机，所述第一电机的输出轴与所述外转轴连接，所述第二电机的输出轴与所述内转轴连接。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过磁悬浮轴承座可以使磁悬浮双转子结构可转动地固定在试验转子上；采用外转轴加载组件对外转轴施加沿外转轴的径向方向的力，并对施加沿外转轴的径向方向的力进行测量；采用内转轴加载组件对内转轴施加沿内转轴的径向方向的力，并对施加沿内转轴的径向方向的力进行测量；采用传感器组采集外转轴和内转轴分别在水平方向和重力方向的径向位移；采用处理器接收传感器组采集的信号、接收外转轴加载组件测量的施加沿外转轴的径向方向的力信号、以及接收内转轴加载组件测量的施加沿内转轴的径向方向的力信号，并对接收的信号进行分析，得到分析结果；该试验装置能够完成对磁悬浮双转子结构的试验，从而满足了研究磁悬浮双转子结构与航空发动机的匹配特性的需求。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的一种磁悬浮双转子结构的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的又一种磁悬浮双转子结构的结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的一种磁悬浮双转子结构的试验装置的结构示意图；图4是图3的左视图；图5是图3的俯视图；图6是本专利技术实施例提供的外转轴加载组件的结构示意图；图7是图6的左视图；图8是本专利技术实施例提供的内转轴加载组件的结构示意图；图9是图8的左视图。图中：A机匣、10内转轴、11外转轴、121磁悬浮轴承、122前端盖、123中端盖、124后端盖、125第一滚动轴承、131永磁轴承、132中介轴承、20平台、21两个磁悬浮轴承座、22外转轴加载组件、22a第一导磁环、22b第一铁芯、22c第一线圈、22d第一铁芯支座、22e第一力传感器、22f第一力传感器支座、22g第一凸缘、22h第一通孔、22i第一压板、22j第一螺栓、23内转轴加载组件、23a第二导磁环、23b本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种磁悬浮双转子结构的试验装置，适用于磁悬浮双转子结构，所述磁悬浮双转子结构包括内转轴(10)、外转轴(11)和两个磁悬浮轴承(121)，所述外转轴(11)为空心轴，所述外转轴(11)套设在所述内转轴(10)上，所述内转轴(10)的两端分别伸出所述外转轴(11)的两端外，所述内转轴(10)可转动地固定在所述外转轴(11)上，所述两个磁悬浮轴承(121)分别安装于所述外转轴(11)的两端，其特征在于，所述外转轴(11)通过所述两个磁悬浮轴承(121)可转动地固定在所述试验装置上，所述试验装置包括平台(20)、两个磁悬浮轴承座(21)、至少一套外转轴加载组件(22)、至少一套内转轴加载组件(23)、至少2个传感器组和处理器；所述两个磁悬浮轴承座(21)分别固定在所述平台(20)上，所述两个磁悬浮轴承(121)的定子分别固定在所述两个磁悬浮轴承座(21)上；所述外转轴加载组件(22)用于，对所述外转轴(11)施加沿所述外转轴(11)的径向方向的力，并对施加沿所述外转轴(11)的径向方向的力进行测量；所述内转轴加载组件(23)用于，对所述内转轴(10)施加沿所述内转轴(10)的径向方向的力，并对施加沿所述内转轴(10)的径向方向的力进行测量；所述至少2个传感器组包括至少一个第一传感器组和至少一个第二传感器组，所述第一传感器组用于，采集所述外转轴(11)分别在x方向和y方向的径向位移；所述第二传感器组用于，采集所述内转轴(10)分别在x方向和y方向的径向位移，所述x方向与所述y方向垂直，所述y方向为重力方向；所述处理器分别与所述传感器组、所述外转轴加载组件(22)和所述内转轴加载组件(23)电连接，所述处理器用于，接收所述传感器组采集的信号、接收所述外转轴加载组件(22)测量的施加沿所述外转轴(11)的径向方向的力信号、以及接收所述内转轴加载组件(23)测量的施加沿所述内转轴(10)的径向方向的力信号，并对接收的信号进行分析。...
【技术特征摘要】
1.一种磁悬浮双转子结构的试验装置，适用于磁悬浮双转子结构，所述磁悬浮双转子结构包括内转轴(10)、外转轴(11)和两个磁悬浮轴承(121)，所述外转轴(11)为空心轴，所述外转轴(11)套设在所述内转轴(10)上，所述内转轴(10)的两端分别伸出所述外转轴(11)的两端外，所述内转轴(10)可转动地固定在所述外转轴(11)上，所述两个磁悬浮轴承(121)分别安装于所述外转轴(11)的两端，其特征在于，所述外转轴(11)通过所述两个磁悬浮轴承(121)可转动地固定在所述试验装置上，所述试验装置包括平台(20)、两个磁悬浮轴承座(21)、至少一套外转轴加载组件(22)、至少一套内转轴加载组件(23)、至少2个传感器组和处理器；所述两个磁悬浮轴承座(21)分别固定在所述平台(20)上，所述两个磁悬浮轴承(121)的定子分别固定在所述两个磁悬浮轴承座(21)上；所述外转轴加载组件(22)用于，对所述外转轴(11)施加沿所述外转轴(11)的径向方向的力，并对施加沿所述外转轴(11)的径向方向的力进行测量；所述内转轴加载组件(23)用于，对所述内转轴(10)施加沿所述内转轴(10)的径向方向的力，并对施加沿所述内转轴(10)的径向方向的力进行测量；所述至少2个传感器组包括至少一个第一传感器组和至少一个第二传感器组，所述第一传感器组用于，采集所述外转轴(11)分别在x方向和y方向的径向位移；所述第二传感器组用于，采集所述内转轴(10)分别在x方向和y方向的径向位移，所述x方向与所述y方向垂直，所述y方向为重力方向；所述处理器分别与所述传感器组、所述外转轴加载组件(22)和所述内转轴加载组件(23)电连接，所述处理器用于，接收所述传感器组采集的信号、接收所述外转轴加载组件(22)测量的施加沿所述外转轴(11)的径向方向的力信号、以及接收所述内转轴加载组件(23)测量的施加沿所述内转轴(10)的径向方向的力信号，并对接收的信号进行分析。2.根据权利要求1所述的磁悬浮双转子结构的试验装置，其特征在于，所述至少一套外转轴加载组件(22)固定在所述平台(20)上、且位于所述两个磁悬浮轴承座(21)之间；所述外转轴加载组件(22)包括第一导磁环(22a)、第一铁芯(22b)、第一铁芯支座(22d)、第一力传感器(22e)、第一力传感器支座(22f)和第一电流源；所述第一导磁环(22a)为空心轴，所述第一导磁环(22a)套设在所述外转轴(11)上，所述第一铁芯(22b)为U型铁芯，所述第一铁芯(22b)的两个支脚上分别对称地缠绕有第一线圈(22c)，所述第一铁芯(22b)的开口端朝向所述第一导磁环(22...
【专利技术属性】
技术研发人员：王念先，王东雄，陈奎生，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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