[实用新型]用于测试平衡鼓转子涡动特性的实验台装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种平衡鼓转子在正反涡动下对平衡鼓定子振动特性的测试装置，具体涉及一种用于测试平衡鼓转子涡动特性的实验台装置。

背景技术

旋转机械转子动力学系统流固耦合是诱发机组振动，导致事故的主要原因之一。在各类旋转机械中广泛存在着各类转动部件，如水泵中的叶轮、水轮机中的转轮，多级离心泵中的平衡鼓及航空发动机中的涡轮等，这些转动部件与它们的支撑机构一起被称为转子。

七十年代，美国航天飞机的高压油录转子曾出现过较大的转子涡动，转速达不到设计值。在将周向开槽的密封改为光滑环密封后，振动消失了，且达到了设计转速。近期，为研究涡动对轴振动特性的影响，Takayuki Suzuki等针对一种人造心脏中的微型离心泵建立了泄漏流实验装置，并分有无涡动两种情况测试得到的转子运动状态，结果发现，在正向涡动动情况下转子上流体力将使转子变得不稳定。国内，1999年，孙启国教授运用摄动法和线性振动理论分析求解间隙环流中同心涡动转子动特性系数。2010年，尚志勇教授建立了转子/定子碰摩的模型，并得到了干摩擦反向涡动失稳的存在区域和涡动频率和不同碰摩面刚度下的转子和定子的反向涡动的响应。

由此可以看出，无论从节能还是安全生产的角度，都很难忽视小间隙流对离心泵性能的影响，并且很有必要把转子动力学分析和流体动力学分析结合起来作为多级离心泵研发过程中的主要内容。所以，为尽量避免涡动对旋转机械本身的不利影响，同时获得存在涡动时转子特性的改变情况，就需要针对旋转机械内转子的不同涡动情况开展研究。从现有的论文来看，针对离心泵内小间隙流场下转子动力学系统的流固耦合试验台较少。

多级离心泵的转动中前一级叶轮通过空间导叶将叶轮由于离心力甩出的压力水导到下一级叶轮，在此过程中导叶导出的压力水会对轴有一定的冲击作用，产生一定的径向力，径向力一般都比较小，但由于叶轮转动才生的激振力，以及转子的不平衡性，冲击的角度有时会不均匀，造成转子的涡动。

因此，需要对现有技术进行改进。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种实现转子的定量偏心用于测试平衡鼓转子涡动特性的实验台装置。

为解决上述问题，本实用新型提供一种用于测试平衡鼓转子涡动特性的实验台装置，被用于检测由平衡鼓和主轴组成的转子的涡动特性，其特征在于：包括主实验电机、涡动电机和涡动带轮轴；所述主实验电机通过万向节头联轴器与主轴连接，主轴上设置有涡动箱、主轴承组件和测试组件；

所述主轴承组件包括轴承、位于轴承顶部的上轴承座和位于轴承底部的下轴承座；所述轴承与主轴转动相连；所述上轴承座两端分别通过轴承座外侧透盖及轴承座内侧透盖与下轴承座的两端连接；所述上轴承座、下轴承座、轴承座外侧透盖和轴承座内侧透盖形成空腔，轴承位于空腔内；

所述主轴穿过轴承座外侧透盖、轴承座内侧透盖和空腔；所述轴承座外侧透盖和轴承座内侧透盖分别通过迷宫密封与主轴连接；所述上轴承座上设置有与空腔连通的入油口，下轴承座设置有与空腔连通的出油口，入油口设置在轴承一侧，出油口设置在轴承另一侧；所述上轴承座和下轴承座之间设置有防止润滑油泄漏的挡油盘，挡油盘分别与上轴承座和下轴承座密封连接；所述挡油盘设置在轴承和轴承座内侧透盖之间；所述挡油盘一侧与主轴上的定位轴肩抵接，另一侧通过套筒与轴承抵接，套筒套设在主轴上；所述入油口设置在轴承与挡油盘之间；

所述测试组件包括中空的定子安装架、入口偏角环和定子；所述主轴穿过定子安装架的内腔；所述定子、平衡鼓和主轴依次从外到内套装；所述平衡鼓和定子设置在内腔中，平衡鼓与主轴固定连接，定子与定子安装架固定连接，定子和平衡鼓之间设置有间隙；所述定子上设置有接触式位移传感器，定子安装架上设置有非接触式位移传感器和压力传感器；所述定子安装架上设置有入水口腔体基座，入水口腔体基座上设置有入水口，入口偏角环通过支撑架与入水口腔体基座连接，入口偏角环设置在入水口上，入口偏角环上设置有可以开启关闭的小孔，入水口通过小孔与内腔连通；所述定子安装架上设置有与内腔连通的出水口；所述出水口设置在平衡鼓一侧，入水口设置在平衡鼓另一侧；

所述涡动电机通过膜片联轴器与涡动带轮轴连接，涡动带轮轴上设置有涡动带轮，涡动箱上设置有同步带轮，涡动带轮通过同步带与同步带轮连接。

作为对用于测试平衡鼓转子涡动特性的实验台装置的改进：还包括水循环系统；所述水循环系统包括阀门一、阀门二、阀门三、电磁流量计、稳流罐、离心泵、过滤器、压力表和水箱；