[发明专利]一种深孔钻杆小型振动模拟试验装置

说明书

本发明公开了一种深孔钻杆小型振动模拟试验装置，包括床身、固定平台、移动平台以及平台进给装置，移动平台上设有钻杆旋转动力装置、扭矩检测装置、电磁力扭转振动发生装置、电磁力径向振动发生装置、轴向振动发生装置、内流体模拟装置以及测速电机，固定平台上设有外流体模拟装置，内流体模拟装置包括进液装置和排液装置，排液装置内部设有空腔并设有排液口，进液装置设有进液口；外流体模拟装置包括套在试验钻杆外侧的筒体，筒体的两端与钻杆密封连接。本发明能够模拟钻杆被内、外切削液包容，且承受轴向振动、径向振动、扭转振动以及耦合振动的情形。可进而获得钻杆在受到内、外切削液流体力不同工作方式下钻杆振动及失稳情况。

技术领域

本发明涉及深孔试验平台领域，尤其涉及一种深孔钻杆小型振动模拟试验装置。

背景技术

深孔加工中的钻杆振动对被加工孔的质量产生重要影响。采用行之有效的模拟试验来反映真实加工中钻杆的振动情况及其运动规律和影响因素，有助于充分提高钻杆系统的运转稳定性、工作可靠性，从而保证深孔加工质量。深孔加工时钻杆会受到扭振、轴向振动、横向振动以及它们之间的组合振动或耦合振动等，这些都会导致切削过程中发生失稳，影响被加工内孔的品质。对深孔加工中的钻杆振动情况的研究，有助于对工程实践的生产参数做出合理而有根据的参数调整，对指导实践环节的参数优选具有意义。公告号为CN107607309A的发明专利公开了可调负载钻杆扭转振动实验台，属于钻杆性能测试领域，该实验台由机械传动装置和无线扭振测试装置组成。机械传动装置包括电动机、左联轴器、左连接杆、被测试钻杆、右连接杆、右联轴器和加载装置。无线扭振测试装置包括扭矩测量采集模块和光电转速测量采集模块，扭矩测量采集模块包括应变片、扭矩信号无线发射器和扭矩信号无线接收传输器，光电转速测量采集模块包括反光标签、光电转速传感器和转速信号采集器。本实验台可以模拟实际负载变化情况，通过无线扭振测试装置对各种类型钻杆的扭转振动特性进行测试。然而该振动实验台不能够模拟钻杆被内、外切削液包容，且承受轴向振动、径向振动、扭转振动以及它们之间的不同组合振动和耦合振动的情形。对所得试验数据进行处理分析，不能获知钻杆受内、外切削液流体力引起的涡动失稳范围。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种能够模拟钻杆被内、外切削液包容，且承受轴向振动、径向振动、扭转振动以及它们之间的不同组合振动和耦合振动情形的振动模拟试验装置。

为达到上述目的，采用以下技术方案。

一种深孔钻杆小型振动模拟试验装置，包括床身、固定平台、移动平台以及平台进给装置，所述移动平台上设有钻杆旋转动力装置、扭矩检测装置、电磁力扭转振动发生装置、电磁力径向振动发生装置、轴向振动发生装置、内流体模拟装置以及测速电机，所述固定平台上设有外流体模拟装置，所述扭矩检测装置包括第一扭矩传感器和第二扭矩传感器，所述内流体模拟装置包括进液装置和排液装置，所述排液装置内部设有空腔并设有排液口，其一端为第一连接杆，另一端为与试验钻杆一端螺纹配合的第一连接套口；所述进液装置设有进液口，其一端设有第二连接杆，另一端设有与试验钻杆的另一端螺纹配合的第二连接套口；所述钻杆旋转动力装置、第一扭矩传感器以及第一连接杆依次传动连接，所述第二连接杆、第二扭矩传感器以及测速电机依次传动连接；所述外流体模拟装置包括套在实验钻杆外侧的筒体，筒体的两端与钻杆密封连接。

所述深孔钻杆小型振动模拟试验装置能够模拟钻杆在工作时所受轴向振动，径向振动，扭转振动，以及三种振动的不同排列组合形成的耦合振动情况，根据所得试验数据进行深度数据处理和分析，得到被测系统的振动相似规律，这可为实际深孔加工中，采取有效措施来减小加工中深孔工艺系统发生的振动对筒体加工质量的影响，提供合理的参数优选范围，提高深孔加工质量；本深孔钻杆小型振动模拟试验装置能模拟钻杆旋转所引发的深孔工艺系统的内、外切削液流体在加工过程中对钻杆的扰动情况，通过对所得试验数据的分析处理，可获得钻杆在内排屑不同工作模式下，钻杆受到内、外切削液流体力不同工作方式组合下的钻杆振动及失稳情况，对钻杆实际工况的改善具有指导意义。