专利名称：一种内外转子系统的振动试验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于航空发动机技术领域，特别是涉及一种内外转子系统的振动试验装置。
技术背景现代航空发动机采用内外布置的多转子系统结构形式，其中大多数是内外双转子 结构。与普通的单转子、多跨转子(串联式、平行式)相比，这种内外双转子的布置形式，离 心力效应在应力刚化和旋转软化方面更为明显，振动行为更为复杂。鉴于航空发动机在试车时的环境比较复杂并且费用比较昂贵，采用模型试验器即 专用试验装置，对发动机内外转子系统的一些振动故障进行现象模拟或再现，可以大大减 少试验成本，并且在一定程度上还可以对其制造及修理过程起到指导作用。但是，目前现有的转子系统振动试验装置的结构形式大多数为单转子或多跨转子 (串联式和平行式)，在这样的试验装置上进行振动试验，必然不能真实反映航空发动机的 内外转子系统的基本振动特征。对于任何一种机械设备的振动试验装置而言，所建立的试验装置必须尽量与实际 机械满足“三相似”的原则，即结构相似、运动学相似和动力学相似。为了更好地进行航空 发动机转子系统的振动模拟试验，针对航空发动机内外转子系统的结构特点，同样需要设 计制造一种可以较真实地模拟其振动特性的试验装置。内外转子系统的振动试验装置要求满足以下几个方面在结构上，首先应是内外 转子系统，其结构形式要与实际机械相同，这样就在最大程度上消除了由于结构形式不同 而造成的试验问题；在运动学方面，内外转子均模拟实际转子做旋转运动，在转速方面应达 到可以根据需要进行控制的程度，实现与实际机械最大相似；在振动与动力学试验方面，试 验装置应该可以改变转子的速度、刚度，以及不同形式的联轴器不对中来模拟发动机转子 系统的不同运行状态
实用新型内容
在航空发动机的内外转子系统振动故障研究中，为了克服现有转子系统振动试验 装置不能有效模拟实际转子系统的缺点，以及功能单一等方面的不足，本实用新型提供一 种可有效模拟实际转子系统的内外转子系统的振动试验装置。为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，一种内外转子系统的振动试 验装置，包括内转子、外转子，所述内转子设置在外转子的内部，内转子与外转子通过中介 轴承相连接，所述外转子通过支承轴承与轴承座相连接；在轴承座的内侧设置有内轴承盖， 在轴承座的外侧设置有具有通孔和油腔的外轴承盖，所述外转子的端部位于油腔内；所述 外转子的一端具有通孔，该端的内转子依次通过外转子的通孔、外轴承盖的通孔与第二联 轴器相连接；所述外转子的另一端与外转子法兰盖的一端相连接，外转子法兰盖的另一端 通过外轴承盖的通孔与第一联轴器相连接；在与外转子相连的外转子法兰盖端设置有导油孔，所述导油孔的一端与油腔相连通，另一端与中介轴承相对应；在外转子的外部设置有轴 盘，轴盘通过弹簧轴套固定在外转子的外圆上，在所述外转子两端的内转子与外转子之间 设置有第一密封装置；在所述内转子、外转子或轴盘上设置有电涡流传感器，所述电涡流传 感器与上位机相连接。所述内转子采用中空结构，在外转子法兰盖端的内转子的中空位置处设置有第二 密封装置。所述外转子与外转子法兰盖通过螺钉相连接。所述内轴承盖、外轴承盖均通过螺钉与轴承座相连接。所述外转子法兰盖端的导油孔设置为6个。本实用新型的有益效果(1)本实用新型的振动试验装置结构相似性高，避免了因结构形式差异而造成的 试验无效；(2)本实用新型的振动试验装置维护方便，成本低；(3)本实用新型的轴盘与外转子之间通过弹簧轴套连接，不使用轴肩固定，可以实 现轴盘在外转子外圆上任意位置的固定，同时也方便调整轴盘的数量和种类，以满足不同 的试验要求；(4)本实用新型的内转子采用中空结构，结构上与实际航空发动机结构的相似性 高，同时也减少了试验装置的质量，并为一些有特殊要求的试验(如腔体积油实验)提供便 利；(5)本实用新型的外轴承盖内具有油腔，由液压系统提供有压润滑油，为中介轴承 和支承轴承的运转提供润滑和冷却；其中，利用外转子法兰盖端的6个导油孔还可以满足 对中介轴承的润滑要求。
图1是本实用新型的振动试验装置的结构示意图；图2是图1的A部放大示意图；其中，1-支承轴承；2-中介轴承；3-第一联轴器；4-弹簧轴套；5-外轴承盖；6-轴 承座；7-内轴承盖；8-轴盘；10-外转子；11-导油孔；12-油腔；16-内转子；17-外转子法 兰盖；19-第二联轴器；23-第一密封装置；24-第二密封装置；25-电涡流传感器；26-上位 机。
具体实施方式
如图1、图2所示，一种内外转子系统的振动试验装置，包括内转子16、外转子10， 所述内转子16设置在外转子10的内部，内转子16与外转子10通过中介轴承2相连接，所 述外转子10通过支承轴承1与轴承座6相连接；在轴承座6的内侧设置有内轴承盖7，在 轴承座6的外侧设置有具有通孔和油腔12的外轴承盖5，所述外转子10的端部位于油腔 12内；所述外转子10的一端具有通孔，该端的内转子16依次通过外转子10的通孔、外轴 承盖5的通孔与第二联轴器19相连接；所述外转子10的另一端与外转子法兰盖17的一端 相连接，外转子法兰盖17的另一端通过外轴承盖5的通孔与第一联轴器3相连接；在与外转子10相连的外转子法兰盖17端设置有导油孔11，所述导油孔11的一端与油腔12相连 通，另一端与中介轴承2相对应；在外转子10的外部设置有轴盘8，轴盘8通过弹簧轴套4 固定在外转子10的外圆上；在所述外转子10两端的内转子16与外转子10之间设置有第 一密封装置23 ；在所述内转子16、外转子10或轴盘8上设置有电涡流传感器25，所述电涡 流传感器25与上位机26相连接。所述外转子10与外转子法兰盖17通过螺钉相连接，所 述内轴承盖7、外轴承盖5均通过螺钉与轴承座6相连接；所述内转子16采用中空结构，在 外转子法兰盖17端的内转子16的中空位置处设置有第二密封装置24 ；所述外转子法兰盖 17端的导油孔11设置为6个。本实用新型的轴盘在外转子上的位置可以通过弹簧轴套进行调节，从而在结构上 满足试验研究的需要。本实用新型在使用前，首先将外转子法兰盖的外端通过第一联轴器与一台控制电 机的输出轴相连接；将内转子的外端通过第二联轴器与另一台控制电机的输出轴相连接， 由两台控制电机分别控制内、外转子做旋转运动。两台控制电机是试验装置的驱动单元，采 用的是ABB电机，型号为QABPIC416 90L，额定功率为2. 2kw。所述中介轴承选择深沟球轴承，型号为61805，密封装置使轴承盖内部形成油腔， 为支承轴承与中介轴承提供润滑，并且密封可以保证润滑油不进入到内、外转子所构成的 腔室里。所述支承轴承选择深沟球轴承，型号为61810。由于试验过程中内、外转子均处于 高速旋转状态，所以轴承盖与外转子之间的密封采用骨架密封，密封材料选用耐高温、耐磨 损的材料，以保证密封效果。
以下结合附图说明利用本实用新型的振动试验装置进行联轴器不对中试验的方 法1)首先，将外转子法兰盖的外端通过第一联轴器与一台控制电机的输出轴相连 接，将内转子的外端通过第二联轴器与另一台控制电机的输出轴相连接；2)启动两台控制电机，分别将两台控制电机的转速进行调整，如8000r/min、 12000r/minU5000r/min ；通过电涡流传感器对不同转速下内转子、外转子或轴盘的振动信 号进行采集，并记录下采集的振动信号；3)将第一联轴器、第二联轴器更换为带有故障的联轴器；4)启动两台控制电机，分别将两台控制电机的转速进行调整，如8000r/min、 12000r/minU5000r/min ；通过电涡流传感器对不同转速下存在联轴器不对中故障的内转 子、外转子或轴盘的振动信号进行采集，并记录下采集的故障振动信号，完成试验。
权利要求一种内外转子系统的振动试验装置，包括内转子、外转子，其特征在于所述内转子设置在外转子的内部，内转子与外转子通过中介轴承相连接，所述外转子通过支承轴承与轴承座相连接；在轴承座的内侧设置有内轴承盖，在轴承座的外侧设置有具有通孔和油腔的外轴承盖，所述外转子的端部位于油腔内；所述外转子的一端具有通孔，该端的内转子依次通过外转子的通孔、外轴承盖的通孔与第二联轴器相连接；所述外转子的另一端与外转子法兰盖的一端相连接，外转子法兰盖的另一端通过外轴承盖的通孔与第一联轴器相连接；在与外转子相连的外转子法兰盖端设置有导油孔，所述导油孔的一端与油腔相连通，另一端与中介轴承相对应；在外转子的外部设置有轴盘，轴盘通过弹簧轴套固定在外转子的外圆上，在所述外转子两端的内转子与外转子之间设置有第一密封装置；在所述内转子、外转子或轴盘上设置有电涡流传感器，所述电涡流传感器与上位机相连接。
2.根据权利要求1所述的一种内外转子系统的振动试验装置，其特征在于所述内转子 采用中空结构，在外转子法兰盖端的内转子的中空位置处设置有第二密封装置。
3.根据权利要求1所述的一种内外转子系统的振动试验装置，其特征在于所述外转子 与外转子法兰盖通过螺钉相连接。
4.根据权利要求1所述的一种内外转子系统的振动试验装置，其特征在于所述内轴承 盖、外轴承盖均通过螺钉与轴承座相连接。
5.根据权利要求1所述的一种内外转子系统的振动试验装置，其特征在于所述外转子 法兰盖端的导油孔设置为6个。
专利摘要一种内外转子系统的振动试验装置，属于航空发动机技术领域。包括内、外转子，内转子设置在外转子的内部，内、外转子通过中介轴承相连，外转子通过支承轴承与轴承座相连；在轴承座的内侧设置有内轴承盖，在轴承座的外侧设置有外轴承盖，外转子的端部位于油腔内；外转子的一端具有通孔，该端的内转子依次通过外转子的通孔、外轴承盖的通孔与第二联轴器相连；外转子的另一端与外转子法兰盖的一端相连，外转子法兰盖的另一端通过外轴承盖的通孔与第一联轴器相连；在与外转子相连的外转子法兰盖端设置有导油孔，在外转子的外圆上设置有轴盘，在外转子两端的内、外转子之间设置有密封装置；在内、外转子或轴盘上设置有与上位机相连的电涡流传感器。
文档编号G01M7/02GK201724799SQ20102026071
公开日2011年1月26日 申请日期2010年7月16日 优先权日2010年7月16日
发明者孙伟, 杨英, 罗忠, 翟敬宇, 董霄, 鄂晓宇, 韩清凯 申请人:东北大学