一种具有扭转力矩施加功能的转子试验台制造技术

本发明专利技术公开了一种具有扭转力矩施加功能的转子试验台，包括试验台底座和位于其上的电机座和轴承座，电机座上设有电机，轴承座上设有至少带一个转盘的转轴，电机的输出端通过联轴器与转轴相连；各转盘外围分别设有一扭转力矩施加装置，各扭转力矩施加装置均分别包括导轨安装架、上下导轨、两个滑动接触块、成对设置且缠绕有线圈的电磁铁、功率放大器和信号发生器，用于产生作用在相应转盘上的大小可调的扭转力矩激励。通过控制信号发生器或者控制功率放大器，产生不同大小的电流信号通入电磁铁中，使得电磁铁产生磁力。在磁力的作用下，滑动接触块与转盘保持接触接触产生摩擦力，在转动方向表现为力矩形式，实现扭转力矩的施加功能。

A rotor test-bed with torque application function

【技术实现步骤摘要】
一种具有扭转力矩施加功能的转子试验台
本专利技术涉及转子动力学
，特别涉及一种具有扭转力矩施加功能的转子试验台。
技术介绍
转子是各种动力机械的核心部件，其动力学主要研究机械在旋转状态下的振动、平衡和稳定性的问题。对于不同结构的旋转机械，设计相应的转子试验台，对研究其振动响应和故障分析具有重要意义，能够帮助提升旋转机械的稳定性和寿命。在转子故障研究中，转子扭转方向的激励是诱使转子系统产生故障的一种因素，其有可能对转子系统振动特性产生较大的影响。目前的转子动力学的试验研究，主要集中在对横向和竖向的振动分析，少有研究转子扭转方向的振动或扭转方向激励对振动特性的影响，同样也缺少专门为扭转方向的激励而设计的试验结构。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提出一种具有扭转力矩施加功能的转子试验台。试验台上设置有自主设计的扭转力矩施加装置，可以产生作用在转子系统圆盘上的扭转力矩激励。此装置产生的扭转力矩大小与通入的电流有关，可以实现通过上位机控制施加的扭转力矩激励的大小，能满足不同场景下对扭转方向激励的要求。为达到上述目的，本专利技术提出一种具有扭转力矩施加功能的转子试验台，包括试验台底座、以及安装在该试验台底座上的电机座和轴承座，所述电机座上设有电机，所述轴承座上设有至少带一个转盘的转轴；所述电机的输出端通过联轴器与所述转轴相连，所述转盘随转轴转动；其特征在于，各所述转盘外围分别设有一扭转力矩施加装置，各扭转力矩施加装置均分别包括导轨安装架、上下导轨、两个滑动接触块、成对设置且缠绕有线圈的电磁铁、功率放大器和信号发生器；其中，所述导轨安装架安装于所述试验台底座上，所述上下导轨分别安装于所述导轨安装架的上下侧，两个所述滑动接触块分别位于所述转盘的左右两侧，且两个滑动接触块围合后在其中部形成容纳所述转盘的空间，通过所述上下导轨来限制两个滑动接触块的运动轨迹并保证两个滑动接触块中部的所述空间的几何中心与所述转盘的几何中心重合；各滑动接触块上分别设有所述电磁铁，且一个滑动接触块上的电磁铁与另一个滑动接触块上的电磁铁相对设置，缠绕在各电磁铁上的线圈均通过所述功率放大器与所述信号发生器相连；所述电磁铁通电后，各所述滑动接触块与转盘保持接触，通过挤压接触在所述转盘的表面上产生接触摩擦力，在转动方向表现为力矩形式。进一步地，各所述扭转力矩施加装置中，所述电磁铁通电后，在两个所述滑动接触块间产生大小相等的吸引力。本专利技术提出的另一种具有扭转力矩施加功能的转子试验台系统，包括试验台底座、以及安装在该试验台底座上的电机座和轴承座，所述电机座上设有电机，所述轴承座上设有至少带一个转盘的转轴；所述电机的输出端通过联轴器与所述转轴相连，所述转盘随转轴转动；其特征在于，各所述转盘外围分别设有一扭转力矩施加装置，各扭转力矩施加装置均分别包括导轨安装架、上下导轨、两个滑动接触块、成对设置且缠绕有线圈的电磁铁、成对设置的永磁铁、功率放大器和信号发生器；其中，所述导轨安装架安装于所述试验台底座上，所述上下导轨分别安装于所述导轨安装架的上下侧，两个所述滑动接触块分别位于所述转盘的左右两侧，且两个滑动接触块围合后在其中部形成容纳所述转盘的空间，通过所述上下导轨来限制两个滑动接触块的运动轨迹并保证两个滑动接触块中部的所述空间的几何中心与所述转盘的几何中心重合；各滑动接触块上分别设有所述电磁铁，所述永磁铁分别位于所述导轨安装架两侧，与相应滑动接触块上的电磁铁相对布置，在滑动接触块的可移动范围内，一个电磁铁与相应永磁铁之间的距离较该电磁铁与另一电磁铁之间的距离近，缠绕在各电磁铁上的线圈均通过所述功率放大器与所述信号发生器相连；所述电磁铁通电后，各所述滑动接触块与转盘保持接触，通过挤压接触在所述转盘的表面上产生接触摩擦力，在转动方向表现为力矩形式。进一步地，各所述扭转力矩施加装置中，所述电磁铁通电后，通过相对设置的电磁体和永磁铁间的排斥力，使得两个所述滑动接触块间产生大小相等的吸引力。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：(1)本专利技术中试验台上设置有扭转力矩施加装置，可以产生作用在转子系统转盘上的扭转力矩激励。此装置产生的扭转力矩大小与通入的电流有关，可以实现通过上位机控制施加的扭转力矩激励的大小，满足不同场景下对扭转方向激励的要求。(2)本专利技术中的扭转力矩施加装置中设计有导轨，使得滑动接触块保持在与转盘相同的平面内运动，不会产生不需要的平面外的力。(3)本专利技术中的扭转力矩施加装置可以采用对称布置，使得施加在转盘上的和作用力为纯的力矩。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为根据本专利技术一个实施例的具有扭转力矩施加功能的转子试验台的结构示意图；图2为根据本专利技术一个实施例的扭转力矩施加装置的结构示意图(正面)；图3为根据本专利技术一个实施例的扭转力矩施加装置的结构示意图(背面)；图4为根据本专利技术一个实施例的扭转力矩施加装置的原理示意图；图5为根据本专利技术一个实施例的扭转力矩施加装置中滑动接触块移动副示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制，本领域的普通技术人员在本专利技术的范围内可以对下述实施例进行变化、修改、替换和变型。下面参照附图描述根据本专利技术实施例提出的具有扭转力矩施加功能的转子试验台。图1是本专利技术一个实施例的具有扭转力矩施加功能的转子试验台的结构示意图。如图1所示，该具有扭转力矩施加功能的转子试验台10包括试验台底座11、电机12、电机座17、联轴器13、转轴14、转盘15、轴承座16和扭转力矩施加装置20，轴承座16、转轴14和转盘15共同构成转子系统。其中，电机座17、轴承座16、扭转力矩施加装置20分别设置在试验台底座11上。具体地，试验台底座11上设有T型槽，槽内设有可以移动的T型滑块。T型滑块上设有螺纹孔，可以通过螺钉把电机座17、轴承座16和扭转力矩施加装置20与T型滑块进行螺纹连接，并把T型滑块锁死。电机12设置在电机座17上，转轴14设置在轴承座16上，转盘15设置在转轴14上并随转轴14转动。电机12的输出端通过联轴器13与转轴14相连，电机12经联轴器13驱动转轴14转动。本实施例的电机12采用直流电动机，输出功率为250W，可以实现0～10000r/min的无级调速。如图2、图3和图4所示，所述的扭转力矩施加装置20设置在转盘15外围，主要由导轨安装架21、上下导轨22、两个滑动接触块23、成对设置且缠绕有线圈的电磁铁24、功率放大器25和信号发生器26构成，用于产生作用在转盘15上的大小可调的扭转力矩激励。其中所述导轨安装架21通过螺钉与试验台底座11上的T型槽内的T型滑块相连接，安装在试验台底座11上，用于给整个扭转力矩施加装置20提供定位和支撑，本实施例的导轨安装架21由四根支撑板围合而成。所述上下导轨22均为直线导轨，分别通过螺钉安装在导轨安装架21的上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有扭转力矩施加功能的转子试验台系统，包括试验台底座、以及安装在该试验台底座上的电机座和轴承座，所述电机座上设有电机，所述轴承座上设有至少带一个转盘的转轴；所述电机的输出端通过联轴器与所述转轴相连，所述转盘随转轴转动；其特征在于，各所述转盘外围分别设有一扭转力矩施加装置，各扭转力矩施加装置均分别包括导轨安装架、上下导轨、两个滑动接触块、成对设置且缠绕有线圈的电磁铁、功率放大器和信号发生器；其中，所述导轨安装架安装于所述试验台底座上，所述上下导轨分别安装于所述导轨安装架的上下侧，两个所述滑动接触块分别位于所述转盘的左右两侧，且两个滑动接触块围合后在其中部形成容纳所述转盘的空间，通过所述上下导轨来限制两个滑动接触块的运动轨迹并保证两个滑动接触块中部的所述空间的几何中心与所述转盘的几何中心重合；各滑动接触块上分别设有所述电磁铁，且一个滑动接触块上的电磁铁与另一个滑动接触块上的电磁铁相对设置，缠绕在各电磁铁上的线圈均通过所述功率放大器与所述信号发生器相连；所述电磁铁通电后，各所述滑动接触块与转盘保持接触，通过挤压接触在所述转盘的表面上产生接触摩擦力，在转动方向表现为力矩形式。

【技术特征摘要】
1.一种具有扭转力矩施加功能的转子试验台系统，包括试验台底座、以及安装在该试验台底座上的电机座和轴承座，所述电机座上设有电机，所述轴承座上设有至少带一个转盘的转轴；所述电机的输出端通过联轴器与所述转轴相连，所述转盘随转轴转动；其特征在于，各所述转盘外围分别设有一扭转力矩施加装置，各扭转力矩施加装置均分别包括导轨安装架、上下导轨、两个滑动接触块、成对设置且缠绕有线圈的电磁铁、功率放大器和信号发生器；其中，所述导轨安装架安装于所述试验台底座上，所述上下导轨分别安装于所述导轨安装架的上下侧，两个所述滑动接触块分别位于所述转盘的左右两侧，且两个滑动接触块围合后在其中部形成容纳所述转盘的空间，通过所述上下导轨来限制两个滑动接触块的运动轨迹并保证两个滑动接触块中部的所述空间的几何中心与所述转盘的几何中心重合；各滑动接触块上分别设有所述电磁铁，且一个滑动接触块上的电磁铁与另一个滑动接触块上的电磁铁相对设置，缠绕在各电磁铁上的线圈均通过所述功率放大器与所述信号发生器相连；所述电磁铁通电后，各所述滑动接触块与转盘保持接触，通过挤压接触在所述转盘的表面上产生接触摩擦力，在转动方向表现为力矩形式。2.根据权利要求1所述的转子试验台系统，其特征在于，各所述扭转力矩施加装置中，所述电磁铁通电后，在两个所述滑动接触块间产生大小相等的吸引力。3.一种具有扭转力矩施加功能的转子试验台系统，包括试验台底座、以及安装在该试验台底座上的电机座和轴承座，所述电机座上设有电机，所述轴承座上设有至少带一个转盘的转轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：李峥，韦淞瀚，王天杨，卢文秀，秦朝烨，褚福磊，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11