[发明专利]旋叶式小型压缩机转子扭转振动测试装置及测试方法

权利要求书

1.一种旋叶式小型压缩机转子扭转振动测试装置，其特征在于：一电刷式导电环的旋转部通过螺钉连接在一安装盘上，安装盘的轴向设有中心过孔，中心过孔径向设置通孔贯穿安装盘，安装盘偏心位置通过多个螺钉与压缩机衔铁连接，所述压缩机衔铁的圆心孔与压缩机转轴花键配合，一带轴向通孔的压装螺栓与压缩机转轴的轴心孔螺纹配合，将压缩机衔铁轴向定位在压缩机转轴上，压缩机转轴上径向设置引线孔连通轴心孔，所述电刷式导电环的旋转部通过导线分别连接两组电阻式应变片，每组电阻式应变片具有两个呈90°交叉的电阻式应变片，两组电阻式应变片沿转轴圆周间隔180°对称粘贴在压缩机转轴上，使每个电阻式应变片纵向与压缩机转轴的轴线呈45°夹角，连接电阻式应变片的导线从压缩机转轴的引线孔、轴心孔、压装螺栓的轴向通孔、安装盘的中心过孔及径向通孔穿过与电刷式导电环旋转部的接线脚分别连接，电刷式导电环静止部的接线脚通过导线连接动态应变放大器，动态应变放大器经数据采集处理器连接计算机。

2.根据权利要求1所述的旋叶式小型压缩机转子扭转振动测试装置，其特征在于：所述每个电阻式应变片的阻值为120欧姆。

3.根据权利要求1所述的旋叶式小型压缩机转子扭转振动测试装置，其特征在于：所述压缩机转轴圆周设置环形槽，环形槽通过引线孔连通轴心孔，电阻式应变片粘贴在环形槽中。

4.根据权利要求1所述的旋叶式小型压缩机转子扭转振动测试装置，其特征在于：所述每组的两个电阻式应变片中均有一个为受拉应变片，另一个为受压应变片，所述两组的受拉应变片的电源端并联于负电源，两组的受压应变片的电源端并联于正电源，两组电阻式应变片中，一组的两个应变片的信号端并联于正电压，另一组的两个应变片的信号端并联于负电压，构成四臂差动电桥。

5.根据权利要求1所述的旋叶式小型压缩机转子扭转振动测试装置，其特征在于：所述数据采集处理器通过导线连接一数字转速表，数字转速表与安装盘或压缩机衔铁接触。

6.一种用权利要求1所述的测试装置测试旋叶式小型压缩机转子扭转振动的方法，其特征在于：采用四个阻值相同的电阻式应变片平均分成两组对称粘贴在压缩机转轴上，两组电阻式应变片沿转轴圆周间隔180°对称，并使每个电阻式应变片纵向与压缩机转轴的轴线呈45°夹角，形成四臂差动电桥作为感应压缩机转子扭转振动的传感器，通过测得电阻式应变片在转子旋转时的应变变化量，计算分析得到转轴扭转振动剪切力的变化特征，从转轴扭矩与剪切力的关系得到转轴应变量，利用每个电阻式应变片的电阻变化量与转轴的应变变化量的线性关系，通过加载激励电压，形成应变量以电压信号输出的线性关系，输出的扭转振动电压信号经动态应变放大器调理放大后，经数据采集处理器采集监控分析电压信号变化数据，即可通过计算机得出压缩机转轴扭矩振动数据。

7.根据权利要求6所述的测试旋叶式小型压缩机转子扭转振动的方法，其特征在于：所述转轴扭矩与剪切力的关系为τ＝M_k/W_p

其中

τ为剪切力；

M_k是作用于轴上的扭矩；

W_p是轴截面的抗扭模数。

8.根据权利要求6所述的测试旋叶式小型压缩机转子扭转振动的方法，其特征在于：所述每个电阻式应变片的电阻变化量与转轴的应变变化量的线性关系为

ΔR/R＝K₀ε

其中

ΔR为受到转轴扭转形变后应变片的电阻变化阻值；

R为应变片原始电阻；

K₀为应变片灵敏度；

ε为转轴应变量。

9.根据权利要求6所述的测试旋叶式小型压缩机转子扭转振动的方法，其特征在于：所述通过加载激励电压，形成应变量以电压信号输出的线性关系为

式1

式中：

R₂-r₂和R₃-r₃为受压应变片电阻值；

R₁-r₁和R₄-r₄为受拉应变片电阻值；

R₁，R₂，R₃，R₄为应变片原始阻值；

r₁，r₂，r₃，r₄为应变片随转轴扭转后产生的电阻变化量。