The invention belongs to the technical field of aeroengine experimental simulation device and structural parts test, and discloses an experimental device and test method of drum-disk bolt connection structure. The device includes permanent magnet AC synchronous motor, elastic coupling, spindle, bearing seat A, counterweight disc, bearing seat B, wheel disc drum assembly, detachable shaft head with 45 degree reflective incline, non-contact electromagnetic excitation device, laser vibrometer and worktable; the device is suitable for bolted rotating drum, especially for bolted drum. Vibration characteristics of disc drum in rotating machinery such as aircraft engines and gas turbines. The device satisfies the non-contact modal characteristics of the high-speed rotating drum through the detachable axle head with 45 degree reflective incline, replaces the axle heads of different specifications for non-contact testing of different axial and circumferential positions of the drum, and avoids the additional mass caused by traditional contact testing by non-contact excitation and vibration pick-up. Question, with higher test accuracy.
【技术实现步骤摘要】
一种鼓筒-轮盘螺栓连接结构的实验装置及测试方法
本专利技术属于航空发动机模拟装置及结构件测试实验
,涉及一种模拟航空发动机轮盘-鼓筒螺栓连接结构的实验装置及模态测试方法。技术背景鼓筒及轮盘等旋转件因其具有质量轻,旋转方式简单,具有一定的承载能力而得到广泛的应用。航空发动机转子系统的结构包括:转子结构、转子支承方案与转子支承结构等三部分。转子是发动机的重要部件,其结构设计很大程度上影响发动机的重量、可靠性和振动特性等。转子结构可以分为三种基本结构形式:鼓式,盘式和混合式。其中鼓式转子的基本构件是圆柱形或圆锥型鼓筒,借安装边和螺栓等与前后轴颈连成一体。如图3所示模拟某种型号发动机低气压压气转子简化结构图,其轮盘-鼓筒结构有盘式鼓筒、主轴、轮盘、连接螺栓、胀紧套等构成。由于轮盘-鼓筒转子的高速旋转,工作环境复杂等产生的振动,特别是由于局部共振所引起的疲劳破坏问题等,以及鼓筒的薄壁圆柱壳结构特征和与轮盘对接面的螺栓连接所引起的非线性,使得鼓式转子的动力学特性和应力分布形式繁琐复杂,与其他转子系统明显不同,为了获得鼓式转子系统的动静态特性,在进行理论研究的同时,也需要展开相关的实验对其进行测试实验的研究,一方面可以用来验证理论分析的正确性,另一方面也可以通过实验研究更为直观的探讨鼓式转子系统的动力学特性。对于转子系统的振动特性测试,传统的传感器测振方法需要将加速度传感器附着在被测试物体上,但是这种测试方法对于轻薄结构的测量存在质量和刚度上的附加影响问题,对测量结果的准确性产生影响,并且需要特殊的信号传输装置,如带电滑环等;再者就是传统的接触式测量方法抗干扰 ...
【技术保护点】
1.一种鼓筒‑轮盘螺栓连接结构的实验装置,其特征在于,包括永磁交流同步电机、弹性联轴器、主轴、轴承座A、配重盘、轴承座B、轮盘‑鼓筒装配件、带45度反光斜面的可拆卸式轴头、非接触式电磁激振装置、激光测振仪和工作台;所述轴承座A、轴承座B通过轴承座底座固定在工作台上,轴承座A与轴承座B之间设有配重盘;轴承座A相对于配重盘的另一侧设有永磁交流同步电机,该电机通过电机座安装在工作台上,通过弹性联轴器与主轴一端连接;轴承座B相对于配重盘的另一侧伸出的主轴上通过胀紧套固定轮盘‑鼓筒装配件;鼓筒外侧设置非接触式电磁激振装置;轮盘‑鼓筒装配件侧的主轴端部设有带45度反光斜面的可拆卸式轴头;正对带45度反光斜面的可拆卸式轴头端与主轴同轴方向设置激光测振仪,激光测振仪通过激光测振仪支架安装在工作台上,用于实现激光测振仪发射出的激光通过45度反光斜面反射到被测旋转鼓筒内壁,进行旋转鼓筒振动信号的采集。
【技术特征摘要】
1.一种鼓筒-轮盘螺栓连接结构的实验装置,其特征在于,包括永磁交流同步电机、弹性联轴器、主轴、轴承座A、配重盘、轴承座B、轮盘-鼓筒装配件、带45度反光斜面的可拆卸式轴头、非接触式电磁激振装置、激光测振仪和工作台;所述轴承座A、轴承座B通过轴承座底座固定在工作台上,轴承座A与轴承座B之间设有配重盘;轴承座A相对于配重盘的另一侧设有永磁交流同步电机,该电机通过电机座安装在工作台上,通过弹性联轴器与主轴一端连接;轴承座B相对于配重盘的另一侧伸出的主轴上通过胀紧套固定轮盘-鼓筒装配件;鼓筒外侧设置非接触式电磁激振装置;轮盘-鼓筒装配件侧的主轴端部设有带45度反光斜面的可拆卸式轴头;正对带45度反光斜面的可拆卸式轴头端与主轴同轴方向设置激光测振仪,激光测振仪通过激光测振仪支架安装在工作台上,用于实现激光测振仪发射出的激光通过45度反光斜面反射到被测旋转鼓筒内壁,进行旋转鼓筒振动信号的采集。2.根据权利要求1所述的一种鼓筒-轮盘螺栓连接结构的实验装置,其特征在于,所述轮盘-鼓筒配件由鼓筒和轮盘构成,轮盘通过胀紧套固定在主轴上,鼓筒通过外法兰和沿圆周方向均布的螺栓连接固定在轮盘上。3.根据权利要求1或2所述的一种鼓筒-轮盘螺栓连接结构的实验装置,其特征在于,所述带45度反光斜面的可拆卸式轴头为通过带45度镀铬斜面的反光镜通过反光镜底座连接到主轴端部。4.根据权利要求3所述的一种鼓筒-轮盘螺栓连接结构的实验装置,其特征在于,所述反光镜底座与主轴端部通过螺钉或者螺纹连接;所述带45度镀铬斜面的反光镜与反光镜底座螺纹连接,再通过锁紧螺母锁紧。5.根据权利要求1或2所述的一种鼓筒-轮盘螺栓连接结构的实验装置,其特征在于,所述非接触式电磁激振装置包括非接触式电磁激振器、数据采集卡、信号放大器;所述非接触式电磁激振装置通过磁力吸盘支架吸附在实验台的底座上。6.根据权利要求1或2所述的一种鼓筒-轮盘螺栓连接结构的实验装置,其特征在于,所述工作台由实验台底座支架、隔振垫片、底座构成。7.采用权利要求1-6任一所述鼓筒-轮盘螺栓连接结构的实验装置的测试方法...
【专利技术属性】
技术研发人员:李朝峰,乔瑞环,王明珠,唐千升,杨青玉,申增闯,
申请(专利权)人:东北大学,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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