一种碰摩力可测的气动碰摩装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种碰摩力可测的气动碰摩装置，包括碰摩系统和气动系统。碰摩系统包括碰摩气缸和活塞杆。碰摩气缸一端设有气缸座，另一端设有气缸盖。活塞杆的一端连接活塞，另一端安装内部含力传感器的碰摩头，碰摩气缸内设有气缸中盖，从而将气缸内分为气缸储能腔、活塞腔和活塞杆腔，气缸座上设有通向气缸储能腔的进出气口，气缸盖上设有通向活塞杆腔的进出气口。碰摩头根据不同碰摩情况有不同形状、不同材质。气动系统是一个三位五通中封式电磁换向阀。本实用新型专利技术可以实现模拟高低压轴发生单点碰摩、局部碰摩，同时可以更换碰摩头的材质，研究不同材质下的碰摩特征。本碰摩装置结构及安装维护简单，调节容易，可靠性高，使用寿命长。

【技术实现步骤摘要】
一种碰摩力可测的气动碰摩装置
本技术属于旋转机械故障模拟试验
，尤其涉及一种碰摩力可测的气动碰摩系统。
技术介绍
对于高速旋转机械，如汽轮机和航空发动机中，转子与套筒之间的碰摩事故经常发生，一直是一个深受关注的问题，碰摩造成机器剧烈振动、磨损甚至破坏。因此，分析旋转机械转静碰摩故障机理，提取故障特征，对碰摩故障诊断具有重要意义。由于问题的复杂性，许多学者正寻求更好的分析工具来更有地来描述故障特征。现有碰摩实验装置，大多由摩擦螺钉及紧固支架组成，靠调节螺栓和转轴的距离来实现碰摩故障，其结构简单，功能比较单一，只能实现一种材料的一种碰摩形式，而且不能直接测量出碰摩力的大小。所以现有的转子碰摩实验装置难以满足实验和科研的要求。
技术实现思路
针对现有技术，本技术提供一种碰摩力可测的气动碰摩装置及其控制方法，可以实现模拟高低压轴发生单点碰摩、局部碰摩，同时可以更换碰摩头的材质，研究不同材质下的碰摩特征。本技术碰摩装置结构及安装维护简单，调节容易，可靠性高，使用寿命长。为了解决上述技术问题，本技术提出的一种碰摩力可测的气动碰摩装置，包括碰摩系统和气动系统；所述碰摩系统包括碰摩气缸和活塞杆，所述碰摩气缸的一端设有气缸座，所述碰摩气缸的另一端设有气缸盖，所述活塞杆的一端与位于碰摩气缸内的活塞相连，所述活塞杆的另一端从气缸盖伸出至所述碰摩气缸的外端、且设有碰摩头，所述碰摩头上安装有力传感器；所述碰摩气缸内、在位于所述活塞与气缸座之间设有气缸中盖，所述气缸中盖与气缸座之间为气缸储能腔，所述气缸中盖与所述活塞之间为活塞腔，所述活塞与气缸盖之间为活塞杆腔；所述气缸座上设有通向所述气缸储能腔的碰摩气缸第一进出气口，所述气缸盖上设有通向所述活塞杆腔的碰摩气缸第二进出气口，所述气缸中盖上设有贯穿气缸储能腔和活塞腔的气缸中盖喷嘴，所述气缸中盖上设有通向所述活塞腔的中盖排气孔；所述气动系统是一个三位五通中封式电磁换向阀，所述三位五通中封式电磁换向阀中包括两个电磁阀电磁线圈，所述三位五通中封式电磁换向阀包括电磁线圈K1、电磁线圈K2和五个接口，五个接口包括气缸口A、气缸口B、进气口P、排气口S和排气口R。本技术中，所述碰摩头为弧形碰摩头或是圆形碰摩头。所述活塞杆与所述碰摩头之间为螺纹相连。所述力传感器与所述碰摩头之间通过自锁螺母固定。本技术中可以配置有多个材料不同的碰摩头。与现有技术相比，本技术的优点是：(1)本技术碰摩力可测的气动碰摩装置，可以配置有多个不同材质制造的碰摩头，碰摩头部位设有力传感器，可以测出碰摩时的碰摩力，碰摩头和活塞杆通过螺纹连接，更容易更换碰摩头，同时碰摩头可以是圆形和圆弧形，可以实现单点碰摩和局部碰摩。(2)本技术通过一个三位五通中封式电磁换向阀控制，更容易控制碰摩的各种情况。附图说明图1是本技术气动碰摩装置的结构示意简图；图2是本技术气动碰摩装置的气动系统原理图；图3-1是本技术气动碰摩装置中圆形碰摩头的示意简图；图3-2是本技术气动碰摩装置中弧形碰摩头的示意简图；图4是使用本技术气动碰摩装置时采用的固定结构示意图。图中：1-碰摩气缸，2-气缸储能腔，3-气缸中盖，4-气缸中盖喷嘴，5-活塞杆腔，6-活塞杆，7-自锁螺母，8-力传感器，9-碰摩头，10-碰摩气缸第二进出气口，11-活塞腔，12-中盖排气孔，13-碰摩气缸第一进出气口，14-气源，15-电磁阀电磁线圈，16-三位五通中封式电磁换向阀，17-圆形碰摩头，18-弧形碰摩头，19-固定架，20-螺栓孔，21-螺杆，22-固定孔。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术技术方案作进一步详细描述，所描述的具体实施例仅对本技术进行解释说明，并不用以限制本技术。本技术提出的一种碰摩力可测的气动碰摩装置，包括碰摩系统和气动系统。如图1所示，所述碰摩系统包括碰摩气缸1和活塞杆6，所述碰摩气缸1的一端设有气缸座，所述碰摩气缸1的另一端设有气缸盖，所述活塞杆6的一端与位于碰摩气缸1内的活塞相连，所述活塞杆6的另一端从气缸盖伸出至所述碰摩气缸1的外端、且设有碰摩头9，所述活塞杆6与所述碰摩头9之间为螺纹相连。所述碰摩头9上安装有力传感器8，所述力传感器8与所述碰摩头9之间通过自锁螺母7固定。所述碰摩气缸1内、在位于所述活塞与气缸座之间设有气缸中盖3，所述气缸中盖3与气缸座之间为气缸储能腔2，所述气缸中盖3与所述活塞之间为活塞腔11，所述活塞与气缸盖之间为活塞杆腔5；所述气缸座上设有通向所述气缸储能腔2的碰摩气缸第一进出气口13，所述气缸盖上设有通向所述活塞杆腔5的碰摩气缸第二进出气口10，所述气缸中盖3上设有贯穿气缸储能腔2和活塞腔11的气缸中盖喷嘴4，所述气缸中盖3上设有通向所述活塞腔11的中盖排气孔12；如图2所示，所述气动系统是一个三位五通中封式电磁换向阀16，所述三位五通中封式电磁换向阀16中包括两个电磁阀电磁线圈15，所述三位五通中封式电磁换向阀16包括电磁线圈K1、电磁线圈K2和五个接口，五个接口包括气缸口A、气缸口B、进气口P、排气口S和排气口R。本技术碰摩力可测的气动碰摩装置的控制方法，主要是通过计算机输出脉冲信号控制换电磁线圈K1和电磁线圈K2，使三位五通中封式电磁换向阀控制循环气动回路方向；控制过程如下：使用本技术碰摩力可测的气动碰摩装置时，将其通过固定架19两端的螺栓孔20固定到机匣上，并让碰摩力可测的气动碰摩装置穿过固定架19中间的固定孔22，并通过调节螺杆21将碰摩力可测的气动碰摩装置固连在该固定架19上，如图4所示。接通电源时，空气压缩机工作，通过管道将气源输到三位五通中封式电磁换向阀16，碰摩力可测的气动碰摩装置通过计算机输出脉冲信号自动控制；借助脉冲信号控制三位五通中封式电磁换向阀16，中的电磁线圈K1和电磁线圈K2，使换向电磁阀控制循环气动回路方向，实现对气动碰摩装置的碰摩过程控制。当计算机输出高电平时，电磁线圈K1得电、电磁线圈K2失电；三位五通中封式电磁换向阀的阀芯移动到电磁线圈K1端，来自气源的压缩空气经进气口P进入，通过换向阀内部到气缸口A，压缩气体经与气缸口A连通的碰摩气缸第一进出气口13进入气缸储能腔2；气缸储能腔2内的压力逐渐升高，当压力升到作用在所述气缸中盖喷嘴4面积上的总推力能克服活塞杆腔5的总阻力时，活塞杆6向后退，气缸中盖喷嘴4开启，聚集在气缸储能腔2内的压缩空气通过气缸中盖喷嘴4作用于活塞的上，给予活塞杆6向后退的推力；此时活塞杆6带着碰摩头9一起运动；气动回路中，碰摩气缸1的活塞杆腔5中的气体通过碰摩气缸第二进出气口10排到换向阀的气缸口B，通过换向阀内部从排气口S输出。活塞杆6带着碰摩头9后退直到与转子(或是圆盘、涡轮、叶轮)发生碰摩时，通过力传感器8采集碰摩力的信号，此时，通过计算机不输出电平信号，电磁线圈K1和电磁线圈K2均失电，电磁阀阀芯回到中间位置，电磁阀的五个接口都被封闭，碰摩气缸内活塞两侧的空气被封闭，使活塞固定在当前的位置上，活塞停止运动；在这一段时间内，碰摩头9与转子(圆盘、涡轮、叶轮)发生连续碰摩，通过力传感器8采集碰摩力的信号。碰摩完成时，使计算机输出低电平，电磁线圈K2得电、电磁线圈本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碰摩力可测的气动碰摩装置，其特征在于，包括碰摩系统和气动系统；所述碰摩系统包括碰摩气缸(1)和活塞杆(6)，所述碰摩气缸(1)的一端设有气缸座，所述碰摩气缸(1)的另一端设有气缸盖，所述活塞杆(6)的一端与位于碰摩气缸(1)内的活塞相连，所述活塞杆(6)的另一端从气缸盖伸出至所述碰摩气缸(1)的外端、且设有碰摩头(9)，所述碰摩头(9)上安装有力传感器(8)；所述碰摩气缸(1)内、在位于所述活塞与气缸座之间设有气缸中盖(3)，所述气缸中盖(3)与气缸座之间为气缸储能腔(2)，所述气缸中盖(3)与所述活塞之间为活塞腔(11)，所述活塞与气缸盖之间为活塞杆腔(5)；所述气缸座上设有通向所述气缸储能腔(2)的碰摩气缸第一进出气口(13)，所述气缸盖上设有通向所述活塞杆腔(5)的碰摩气缸第二进出气口(10)，所述气缸中盖(3)上设有贯穿气缸储能腔(2)和活塞腔(11)的气缸中盖喷嘴(4)，所述气缸中盖(3)上设有通向所述活塞腔(11)的中盖排气孔(12)；所述气动系统是一个三位五通中封式电磁换向阀(16)；所述三位五通中封式电磁换向阀(16)中包括两个电磁阀电磁线圈(15)，所述三位五通中封式电磁换向阀(16)包括电磁线圈K1、电磁线圈K2和五个接口，五个接口包括气缸口A、气缸口B、进气口P、排气口S和排气口R。...

【技术特征摘要】
1.一种碰摩力可测的气动碰摩装置，其特征在于，包括碰摩系统和气动系统；所述碰摩系统包括碰摩气缸(1)和活塞杆(6)，所述碰摩气缸(1)的一端设有气缸座，所述碰摩气缸(1)的另一端设有气缸盖，所述活塞杆(6)的一端与位于碰摩气缸(1)内的活塞相连，所述活塞杆(6)的另一端从气缸盖伸出至所述碰摩气缸(1)的外端、且设有碰摩头(9)，所述碰摩头(9)上安装有力传感器(8)；所述碰摩气缸(1)内、在位于所述活塞与气缸座之间设有气缸中盖(3)，所述气缸中盖(3)与气缸座之间为气缸储能腔(2)，所述气缸中盖(3)与所述活塞之间为活塞腔(11)，所述活塞与气缸盖之间为活塞杆腔(5)；所述气缸座上设有通向所述气缸储能腔(2)的碰摩气缸第一进出气口(13)，所述气缸盖上设有通向所述活塞杆腔(5)的碰摩气缸第二进出气口(10)，所述气缸中盖(3)上设有贯穿气缸储能腔(2)和活塞腔(11)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹树谦，麻岳敏，李利青，侯兰兰，高天，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：新型
国别省市：天津,12