[发明专利]一种支承刚度非对称程度可调的立式转子试验器

说明书

本发明公开了一种支承刚度非对称程度可调的立式转子试验器，包括由工字支承、轴承座、轴承端盖和调整垫片组成的弹性支承结构，其产生转子支承刚度非对称效果，支承刚度刚度量级小且非对称程度可调；由角钢、连接块、电机支板和转子支板组成的支承框架结构，用于安装弹性支承结构并将试验器整体安装于装配平台上；立式的转子结构，经轴承安装在弹性支承结构中。

技术领域

本发明属于转子系统试验领域，具体涉及一种支承刚度非对称程度可调的立式转子试验器。

背景技术

支承刚度非对称转子在工业实际中大量存在，如航空发动机、地面燃机和支承故障转子等。支承刚度非对称会使转子系统临界转速增多，危险转速范围增大，甚至出现反进动涡动状态，威胁转子安全运行。为避免支承刚度非对称对转子系统产生破坏，并对转子动力学设计提供理论指导，需要开展支承刚度非对称转子系统振动特性研究。现有支承刚度非对称转子试验系统，如授权公告号为CN 107132048 B和CN 107314893 B所公布的转子系统，通常是卧式转子。此类卧式转子有三大缺点，一是难以避免重力对转子产生的二倍频激励效果，会出现“重力临界”现象；二是由于需要支撑转子重量，此类弹性支承的刚度量级较大，进而转子各阶模态频率和临界转速较高，难以试验观测到更丰富的转子模态特性；三是难以实现支承刚度对称到非对称以及不同非对称程度的转变，进而难以探究支承刚度从对称到非对称转变时转子振动特性的变化规律。此外，现有立式转子试验系统，如CN202210027 U和CN 204389152 U，其支承框架结构有鲜明的非对称特点，即此类支承框架结构对转子系统的附加支承刚度是非对称的，且非对称程度难以估量，对探究支承刚度的影响规律不利。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种支承刚度非对称程度可调的立式转子试验器，克服常规卧式转子试验器难以避免重力对转子产生的二倍频激励和支承刚度过大，不能实现支承刚度对称到非对称以及不同非对称程度的转变等缺陷，并避免现有立式转子试验器支承框架附加支承刚度不对称的缺点。

本发明采取的方案如下：

一种支承刚度非对称程度可调的立式转子试验器，包括弹性支承结构、支承框架结构和转子结构。弹性支承结构产生支承刚度非对称效果，且非对称程度可调，支承框架结构用于安装弹性支承结构并将试验器整体固定于装配平台上，转子结构经轴承竖直安装于弹性支承结构中。

上述立式转子试验器，所述弹性支承结构包括工字支承、轴承、轴承座、轴承端盖和调整垫片，轴承和调整垫片置于轴承座中，四个工字支承呈方形布置并和轴承端盖一同由螺栓连接到轴承座上，通过更换不同截面尺寸的工字支承可以实现支承刚度对称转换到非对称及不同非对称程度的目的。

上述立式转子试验器，所述支承框架结构包括短角钢、长角钢、支承板和连接块。四根短角钢水平排列成方形，于两端两两螺纹连接，并于底面由安装螺栓固定到装配平台上；四根长角钢竖直布置，于底端分别螺纹连接到四根短角钢的螺纹孔上。

上述立式转子试验器，所述长角钢的每个侧面开有三个竖直直槽，以安装连接块，进而安装支承板。上面两个支承板是转子支板，在两板的上、下方分别安装一个弹性支承结构，且在板中部打圆孔以穿过转轴。最下面的支承板是电机支板，在板的下方安装电机。电机与转轴由柔性联轴器连接。拧松连接块上的螺钉后可在直槽范围内调整支承板高度。

上述立式转子试验器，所述转子结构包括转轴、转盘，转盘上加工凸台并打螺纹孔以利用紧定螺钉与转轴相连，转盘边缘处加工均布通孔以便施加不平衡量。

采用以上技术方案后，本发明具有以下优点：

(1)本发明的一种支承刚度非对称程度可调的立式转子试验器，采用立式转子结构形式，重力对立式转子的作用沿周向各向同性，能避免重力对转子产生二倍频激励，试验中不会出现常规卧式转子试验器的“重力临界”现象。