專利名稱：一種變剛度支承的轉子系統模擬試驗臺的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種對旋轉機械的轉子系統進行模擬試驗的裝置，是對現有的轉子系
統模擬試驗臺的技術改進。本發明能分別改變水平支承剛度和垂直支承剛度，并使這兩種 剛度的組合達到最優、自動調節該支承條件和變安裝條件。
背景技術：
目前，公知的轉子系統模擬試驗臺是將轉子系統固定在基礎臺板或直接固定在地
面上，單獨使用軸承支承整個軸系，以上海交通大學機械系統與振動國家重點實驗室為例，
其轉子系統模擬實驗臺就是將軸承座螺栓連接在基礎臺板上，各轉軸之間通過軸承和聯軸
器連接。這種結構的缺點在于，當轉子系統出現的故障是由支承基礎引起時，對支承方式進
行的研究由于是軸承單獨支承而只能是局限于分析單方向剛度對轉子系統動特性的影響，
從而不能將整個支承的相互獨立的水平和垂直方向分別對轉子系統的影響明確表示出來。
實際上，支承的水平剛度和垂直剛度不僅會同時對轉子系統動力特性產生影響，而且影響
程度還不盡相同，因為單獨使用軸承支承時，水平支承剛度和垂直支承剛度是"耦合"在一
起的，針對異常復雜轉子的支承結構，其水平支承剛度和垂直支承剛度耦合在一起的狀態
得不到很好的解決，當對轉子系統進行模擬實驗和強迫振動時，就得不到精確的模擬信號，
從而也就無法正確模擬實際的轉子系統的動力特性及動態試驗。
發明內容
本發明公開了一種變剛度支承的轉子系統模擬試驗臺，將已有的固定式支承改為
變剛度支承，可以克服現有的單獨使用軸承支承整個軸系而造成的水平支承剛度和垂直支
承剛度"耦合"在一起的問題，本發明不僅能夠分別改變水平支承剛度和垂直支承剛度、變
支承條件和變安裝條件，而且在試驗的過程中能夠方便地實現自動調節功能。 —種變剛度支承的轉子系統模擬試驗臺，電機輸出軸通過聯軸器與至少兩級轉軸
連接，每級轉軸上分別連接有兩個轉盤，兩個支承，其特征在于所述的支承為變剛度支承；
變剛度支承包括T型槽底座、水平驅動機構和垂直驅動機構； A)所述的T型槽底座通過地腳螺栓與地面相聯，T型槽底座的一個側面固接有角 鐵，水平驅動軸支座通過螺栓分別固定在各自的角鐵上，T型槽底座另一邊的上端面分別固 接有垂直驅動軸支座；用于支承垂直驅動蝸桿； B)所述的水平驅動機構水平驅動螺桿穿入所述的水平驅動軸支座，伸出端通過 螺紋依次與兩個固定塊連接，兩個固定塊分別與各自的水平移動式剛性滑塊固接，兩個水 平移動式剛性滑塊分別嵌入T型槽底座中； C)所述的垂直驅動機構垂直驅動蝸桿穿入所述的垂直驅動軸支座內，兩個垂直 升降軸上部分別與各自的水平移動式剛性滑塊通過內花鍵連接，下部分別與垂直驅動蝸輪 通過螺紋連接，頂部分別與下支板剛性連接；垂直驅動蝸桿與垂直驅動蝸輪通過輪齒嚙合， 垂直驅動蝸輪與垂直升降軸通過螺紋連接；兩個吊耳與水平移動式剛性滑塊外側固接，垂
3直驅動蝸輪上、下由吊耳控制軸向位置； D)板簧在上蓋板和下支板之間，通過螺栓與上蓋板和下支板固接；板簧上方與軸
承連接，每個變剛度支承通過軸承與轉軸連接。 所述的轉軸可以設置l一6級，通過聯軸器相互連接。 本發明結構中各零件全部采用標準設計，結構簡單，性能可靠，不僅能夠分別改變 水平支承剛度和垂直支承剛度，通過信號分析使得整個系統達到最佳狀態，還能實現變支 承條件和變安裝條件，而且在試驗的過程中能夠方便地實現調節功能，隨時改變支承中各 零部件的相對位置，達到正確模擬實際轉子系統動力特性及動態試驗的目的。
圖1是本發明新型的變剛度支承與轉子系統連接的機械原理圖；
圖2是變剛度支承的一個實施例軸向視圖的構造圖；
圖3是變剛度支承的一個實施例徑向視圖的構造圖。 1.電機，2.變剛度支承，3.轉盤，4.轉軸一，5.聯軸器，6.轉軸二，7.T型槽底座， 8.垂直驅動軸支座，9.垂直驅動蝸桿，IO.垂直驅動蝸輪，ll.下支板，12.上蓋板，13.固定 塊，14.水平驅動軸支座，15.角鐵，16.水平驅動螺桿，17.吊耳，IS.垂直升降軸，19.板簧， 20.軸承，21.水平移動式剛性滑塊，22.手輪。
具體實施例方式
以下結合附圖和實施例對本發明作進一步描述，但本實施例并不用于限制本發 明，凡是采用本發明的相似結構及其相似變化，均應列入本發明的保護范圍。
實施例 —種變剛度支承的轉子系統模擬試驗臺，如圖1、圖2、圖3所示電機1的輸出軸 通過聯軸器5與兩級轉軸即轉軸一 4，轉軸二 6連接，每級轉軸上分別連接有兩個轉盤3，兩 個支承，其特點是所述的支承為變剛度支承2 ;變剛度支承包括T型槽底座7、水平驅動機 構和垂直驅動機構； A)所述的T型槽底座7通過地腳螺栓與地面相聯，T型槽底座的一個側面固接有 四個角鐵15，水平驅動軸支座14通過螺栓分別固定在各自的角鐵15上，T型槽底座7另一 邊的上端面分別固接有垂直驅動軸支座8 ;用于支承垂直驅動蝸桿9 ; B)所述的水平驅動機構水平驅動螺桿16穿入水平驅動軸支座14，伸出端通過螺 紋依次與兩個固定塊13連接，兩個固定塊13分別與各自的水平移動式剛性滑塊21固接， 兩個水平移動式剛性滑塊21分別嵌入T型槽底座7中； C)所述的垂直驅動機構垂直驅動蝸桿9嵌入垂直驅動軸支座8內，兩個垂直升 降軸18上部分別與各自的水平移動式剛性滑塊21通過內花鍵連接，下部分別與垂直驅動 蝸輪10通過螺紋連接，頂部分別與下支板11剛性連接；垂直驅動蝸桿9與垂直驅動蝸輪10 通過輪齒嚙合，垂直驅動蝸輪10與垂直升降軸18通過螺紋連接；兩個吊耳17與水平移動 式剛性滑塊21外側固接，垂直驅動蝸輪10上、下由吊耳17控制軸向位置；
D)板簧19在下支板11和上蓋板12之間，通過螺栓與上蓋板和下支板固接；板簧 19上方與軸承20連接，每個變剛度支承2通過軸承20與轉軸連接。
計算轉子系統的垂直支承剛度當手輪22轉動水平驅動螺桿16時，水平驅動螺桿 16和固定塊13之間是傳動螺紋聯接，固定塊13靠螺栓固定在水平移動式剛性滑塊21上， 從而水平驅動螺桿16的旋轉運動就轉化為水平移動式剛性滑塊21的直線運動，實現水平 移動式剛性滑塊21沿T型槽底座7的T型槽移動，兩個水平移動式剛性滑塊21的同時移 動帶動上部的上蓋板12和下支板11沿著板簧19距離相近和相離，從而可以在不同的距離 處分別計算出轉子系統的垂直支承剛度。 計算轉子系統的水平支承剛度垂直驅動蝸桿9固定在垂直驅動軸支座8上，垂直 驅動蝸桿9與垂直驅動蝸輪10通過輪齒嚙合完成運動傳遞，垂直驅動蝸輪10在垂直升降 軸18的位置由上下兩個吊耳17確定，與垂直升降軸18靠傳動螺紋聯接，垂直驅動蝸輪10 在兩個吊耳17的夾擊下將其旋轉運動轉化為垂直升降軸18的上下直線運動，垂直升降軸 18上部與水平移動式剛性滑塊21依靠內花鍵聯接，可以使其沿著內花鍵方向上下滑移，又 可以保證垂直升降軸18和水平移動式剛性滑塊21的聯接穩定性，垂直升降軸18頂端和下 支板11剛性連接，從而帶動水平移動式剛性滑塊21實現水平方向移動。垂直驅動蝸桿9 穿入垂直驅動軸支座8，帶動垂直驅動蝸輪10，從而帶動垂直升降軸18實現上下升降運動， 垂直升降軸18的上下移動帶動上部的上蓋板12和下支板11支撐的板簧19上下運動，從 而可以在不同的高度處分別計算出轉子系統的水平支承剛度。 本發明將轉子系統的水平支承剛度和垂直支承剛度進行解耦，可以更加準確和方 便地模擬轉子系統的動力特性及動態試驗。
權利要求
一種變剛度支承的轉子系統模擬試驗臺，電機輸出軸通過聯軸器與至少兩級轉軸連接，每級轉軸上分別連接有兩個轉盤，兩個支承，其特征在于所述的支承為變剛度支承；變剛度支承包括T型槽底座、水平驅動機構和垂直驅動機構；A)所述的T型槽底座通過地腳螺栓與地面相聯，T型槽底座的一個側面固接有角鐵，水平驅動軸支座通過螺栓分別固定在各自的角鐵上，T型槽底座另一邊的上端面分別固接有垂直驅動軸支座；用于支承垂直驅動蝸桿；B)所述的水平驅動機構水平驅動螺桿穿入所述的水平驅動軸支座，伸出端通過螺紋依次與兩個固定塊連接，兩個固定塊分別與各自的水平移動式剛性滑塊固接，兩個水平移動式剛性滑塊分別嵌入T型槽底座中；C)所述的垂直驅動機構垂直驅動蝸桿穿入所述的垂直驅動軸支座內，兩個垂直升降軸上部分別與各自的水平移動式剛性滑塊通過內花鍵連接，下部分別與垂直驅動蝸輪通過螺紋連接，頂部分別與下支板剛性連接；垂直驅動蝸桿與垂直驅動蝸輪通過輪齒嚙合，垂直驅動蝸輪與垂直升降軸通過螺紋連接；兩個吊耳與水平移動式剛性滑塊外側固接，垂直驅動蝸輪上、下由吊耳控制軸向位置；D)板簧在下支板和上蓋板之間，通過螺栓與上蓋板和下支板固接；板簧上方連接有軸承，每個變剛度支承通過軸承與轉軸連接。
2. 根據權利要求1所述的一種變剛度支承的轉子系統模擬試驗臺，其特征在于所述 的轉軸可以設置l一6級，通過聯軸器相互連接。
全文摘要
一種變剛度支承的轉子系統模擬試驗臺，將已有的固定式支承改為變剛度支承，特點是T型槽底座經螺栓與地面相聯，T型槽底座的一個側面連接有水平驅動機構，T型槽底座另一邊的上端面固接有垂直驅動機構；水平驅動螺桿經螺紋依次與兩個固定塊連接，兩個固定塊分別與水平移動式剛性滑塊固接，兩個水平移動式剛性滑塊嵌入T型槽底座中；兩個垂直升降軸上部分別與水平移動式剛性滑塊通過內花鍵連接，下部與垂直驅動蝸輪連接，頂部與下支板、板簧、上蓋板剛性連接；垂直驅動蝸桿與垂直驅動蝸輪輪齒嚙合，垂直驅動蝸輪與垂直升降軸螺紋連接；本發明可進行各類軸系動態特性試驗改變水平支承剛度和垂直支承剛度并使這兩種剛度的組合達到最優。
文檔編號G01M13/00GK101696904SQ20091019790
公開日2010年4月21日 申請日期2009年10月29日 優先權日2009年10月29日
發明者劉秋皊, 張雷, 王志良, 胡彥紅, 陳巍巍 申請人:上海理工大學;