[发明专利]一种动态扭转振动传递函数的测量系统

说明书

本发明提供一种动态扭转振动传递函数的测量系统，脉冲扭矩控制器、脉冲扭矩发生器、转速传感器、信号采集仪；脉冲扭矩控制器与脉冲扭矩发生器连接；脉冲扭矩发生器，包括：环形支架、转子、环形电磁铁、限位栅、前环形端盖、后环形端盖、力传感器；环形电磁铁的两极布置于环形支架的对称位置；转子连接于轴系转轴上，嵌套在环形空心内；限位栅固定于后环形端盖上，呈圆周分布于环形电磁铁两极之间的环形支架上；限位栅与环形电磁铁的接触面嵌有力传感器；转速传感器布置于轴系转轴上；力传感器与转速传感器通过导线连接到信号采集仪。本发明可以在工作转速下动态施加脉冲扭矩,可以在轴系转子工作状态下进行扭转振动传递函数测量。

技术领域

本发明属于动力机械系统和设备轴系的减振降噪技术领域，尤其是涉及到一种动态扭转振动传递函数的测量系统。

背景技术

旋转轴系作为传递扭矩的主要途径广泛存在于工业生产中，如船舶推进轴系、汽车传动轴系、蒸汽轮机、燃气轮机等。在传递扭矩的过程中，动力源输出功率与负载功率的波动均会造成轴系的扭转振动。轴系的扭转振动是轴系振动中最难以准确预测的。其主要原因除了当量简化的精度以外，主要是弹性联轴器、轴承等元件在实际工作时的动态特性与静态特性有很大不同。通过测量得到工作状态下扭转振动的传递函数对于精确预测轴系扭转振动具有重要意义。

测量结构振动的传递函数。最常用的激励形式是脉冲激励。对于普通结构来说脉冲激励可以由冲击力锤，或者电磁激振器来提供。但轴系扭转方向的脉冲激励不容易施加，吕秉琳等人通过在轴系上附加一个T型结构的方法来测的轴系静态下扭转振动的输入阻抗，由此来得到扭转振动的传递函数,(An indirect torsional vibration receptancemeasurement method for shaft structures.Journal of Sound and Vibration,2016,372:11-30.)。然而整个轴系的动态特性和静态特性有很大不同，目前没有资料给出动态扭转振动的传递函数测量系统。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种在工作状态下可以准确测量轴系扭转振动传递函数的系统，可以方便地对轴系器件在不同工况下的动态特性进行研究。

本发明的目的是这样实现的，包括：脉冲扭矩控制器、扭矩发生器、转速传感器、信号采集仪；

扭矩发生器包括：环形支架、转子、环形电磁铁、限位栅、前环形端盖、后环形端盖、力传感器；环形电磁铁的两极布置于环形支架的对称位置；环形支架上固定有前环形端盖、后环形端盖；环形支架、前环形端盖、后环形端盖有相互配合的环形空心；转子连接于轴系转轴上，嵌套在环形空心内；限位栅固定于后环形端盖上，呈圆周分布于环形电磁铁两极之间的环形支架上；限位栅与环形电磁铁的接触面嵌有力传感器，力传感器与环形电磁铁直接接触；限位栅与环形电磁铁的接触面在靠近环形空心一侧有一段凸起；

脉冲扭矩控制器与扭矩发生器连接；转速传感器布置于轴系转轴上；力传感器与转速传感器通过导线连接到信号采集仪。

本发明还可以包括：

1.所述的扭矩发生器转子为金属导体制成的鼠笼式结构；

2.所述的转速传感器优选为光电转速传感器；

3.所述的环形支架对应于环形电磁铁的位置开有凹槽，凹槽和环形电磁铁之间安装有限位钢珠。

本发明具有如下有益效果：

1.本发明由电流控制环形电磁铁通过磁场施加激励力，响应时间短，可以在工作转速下任意相位施加脉冲扭矩,克服了传统扭转振动传递函数测试方案中由静态传递函数代替动态传递函数所带来的误差，可以在轴系转子工作状态下进行扭转振动传递函数测量。

2.本发明可以将动态脉冲扭矩施加于带有键槽的轴段上，工程应用性强。

附图说明