[实用新型]内燃机轴系扭振模拟实验台

说明书

本实用新型是关于扭振激励装置的，可模拟内燃机轴系和各种旋转传动轴系的扭振情况，并可用来方便地进行各种扭振减振器的性能试验，同时该装置还可作为一种扭振激励器，使实际轴系产生任意转速下，任意频率的扭振，以便对实际轴系的扭振特性进行分析。

轴系的扭振激励装置目前有各种各样的形式和手段。如U.S.Pat.NO.3，693，402所述的扭振阻尼减振器试验机，包括一个电磁激励器，在轴上装有一个盘，盘上又装有一个由导磁材料制成的扇形齿盘，在轴转动时，产生一个磁场，对旋转的扇形盘产生一个交变的吸引力，结果，导致一个振动扭矩作用在转动的轴上。当电机拖动轴系至某一转速后，使轴系减速，当作用于轴上的交变扭矩频率与轴系的固有频率一致时，激发装有减振器的轴系共振，从而可测定减振器的特性。但是该装置只能在轴系减速过程中经过共振区域的极短时间内测定减振器的特性，而且当轴系固定时，只能在某一固定的转速下测试。如要模拟发动机条件的变化，需要改变飞轮的惯量、轴的刚度、扇形齿盘的齿数，变动量大，且不连惯。

另一种形式如U.S.Pat.NO.4，283，957所述的用在回转设备上的扭振激励器，它由回转液压驱动器，液能供给器、信号反馈电路，及控制电路组成，是一个闭环控制的激励器。虽然它能够以所希望的扭振频率和幅值驱动其它装置，但它不能模拟轴系的扭振情况，且成本高，因而在使用上就受到了限制。

还有如U.S.Pat.NO.3，054，284所述的扭振阻尼减振器试验装置，用可调速电机拖动主轴、通过齿轮机构驱动副轴上一套具有偏心质量块的装置转动，由于偏心装置的转轴是垂直于副轴的，从而产生了一个使副轴摆动的扭矩，而副轴则可由电机拖动至要求的转速，实验用的减振器装在副轴上。这是一套典型的机械驱动装置，结构复杂且笨重，加工困难、并且所产生的扭振幅值和频率的关系比较单一，很难模拟变化范围较大的扭振情况。

本实用新型的目的在于提供一种可模拟内燃机轴系和各种旋转传动轴系扭振的装置，该装置能够根据不同的实际轴系，可方便并连续地改变本装置轴系的固有频率，并能够提供转速在6－3000转／分范围内，频率在6－1000HZ内的扭振激励。

众所周知，内燃机轴系或其它传动轴系的最简单的简化形式，就是简化成一个双扭摆的系统。因此，本实用新型就是从双扭摆系统入手，来模拟轴系的扭振情况。在本实用新型中，双扭摆系统的惯量是可更换的，其中一个飞轮是连续可调的，这样通过调节其惯量可以改变系统的固有频率。在双扭摆系统的一端装减振器或其它装置，另一端联接电机激励装置。

电机激振装置由拖动旋转电机，扭振电机和变频电源三部份组成，扭振电机是一台特制的直流电动机，定子磁极的磁路用硅钢片迭压制成。当电枢通入直流，励磁绕组接变频交流电源，则每极磁通就正负交变，电机产生的转矩在数值上是正负交变，表现在转轴上是不转动而形成扭振。扭振电机由另一与它软连接的电机带动旋转时，扭振电机本身的扭振力矩不变，因此，扭振电机的转轴就既旋转又扭振。转轴的转速由拖动旋转电机确定，转轴的扭振频率由变频电源确定，拖动电机的转速连续可调，变频电源的频率能无级变化，因此，扭振电机成为在不同转速下产生不同扭振频率的激振装置。

下面结合附图，对本实用新型作进一步的描述。

图1为机械装置部分；

图2为可调飞轮的结构；

图3为电机激励装置的电路连接图；

图4为变频电源的电路。

从图1上可以看到，轴系扭振模拟装置装有双扭摆系统〔13〕，该系统有一根轴〔14〕。在其一端联接一飞轮〔15〕，在其另一端装有一可调飞轮〔10〕。（其工作原理在下文再详述）。轴〔14〕在可调飞轮〔10〕的外侧的延长轴〔21〕由坐在支撑〔7〕上的滚动轴承〔6〕支承着，支撑〔7〕固定在底座〔8〕上。在延长轴〔21〕的端侧固接一个法兰盘〔2〕，在法兰盘上通过螺栓〔20〕可方便地安装减振器〔1〕或其它装置。在轴承〔6〕和法兰盘〔2〕之间安装一齿数为60或120的齿盘〔3〕，一安装在支架（5）上的传感器〔4〕靠近齿盘〔3〕，来产生一电信号，以反映轴系的转速和扭转振动情况。