一种模拟转子系统突加不平衡故障的试验装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111947836A(43)申请公布日2020.11.17(21)申请号202010825621.9G01M13/028(2019.01)(22)申请日2020.08.17G01M13/045(2019.01)G01M13/027(2019.01)(71)申请人哈电发电设备国家工程研究中心有限公司地址150000黑龙江省哈尔滨市香坊区赣水路222-3号(72)发明人孟凡刚冯永志于宁赵俊明马胜远由岫王辉陈奕嘉孙涛郭祖光戴博林丁继伟陈洪港刘勇卜一凡刘占生(74)专利代理机构哈尔滨市伟晨专利代理事务所(普通合伙)23209代理人李晓敏(51)Int.Cl.G01M1/16(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种模拟转子系统突加不平衡故障的试验装置及方法(57)摘要一种模拟转子系统突加不平衡故障的试验装置及方法，属于航空发动机领域。本发明解决了目前对于发动机叶片飞脱突加不平衡故障导致的转子系统破坏试验成本极高、试验步骤复杂等问题。本发明包括电机、第一联轴器、轴承座、转轴、平衡铁块、轮盘、导电环、绝缘片、电刷和振动传感器，电机的输出端与第一联轴器连接，第一联轴器的另一端与转轴连接，转轴穿过轮盘的轴心与轮盘固定，轮盘上具有平衡铁块，转轴的两端安装有轴承座，平衡铁块上套装有线圈，线圈与导电环连接，转轴的外壁上连接有绝缘片，绝缘片与电刷固定连接；所述传感器用于采集转轴动力端、转轴在轴承座上的振动信号。本发明结构简单，便于拆装，试验过程较以往减少了大量的人力消耗。CN111947836ACN111947836A权利要求书1/1页1.一种模拟转子系统突加不平衡故障的试验装置，其特征在于：包括电机(1)、第一联轴器(2)、轴承座(4)、转轴(5)、平衡铁块(6)、轮盘(7)、导电环(8)、绝缘片(9)、电刷(10)和振动传感器(11)，电机(1)的输出端与第一联轴器(2)连接，第一联轴器(2)的另一端与转轴(5)连接，转轴(5)穿过轮盘(7)的轴心与轮盘(7)固定，轮盘(7)上具有平衡铁块(6)，转轴(5)的两端安装有轴承座(4)，平衡铁块(6)上套装有线圈(6-1)，线圈(6-1)与导电环(8)连接，转轴(5)的外壁上连接有绝缘片(9)，绝缘片(9)与电刷(10)固定连接；所述传感器(11)用于采集转轴(5)动力端、转轴(5)在轴承座(4)上的振动信号，振动信号器(11)通过信号放大器(12)与工控机(13)电性连接。2.根据权利要求1所述的一种模拟转子系统突加不平衡故障的试验装置，其特征在于：所述电机(1)的输出端通过第一联轴器(2)与齿轮箱(3)连接，齿轮箱(3)的另一端通过第二联轴器(31)与转轴(5)连接。3.根据权利要求1所述的一种模拟转子系统突加不平衡故障的试验装置，其特征在于：所述线圈(6-1)的两端分别安装有卡夹(6-2)。4.根据权利要求1所述的一种模拟转子系统突加不平衡故障的誓言装置，其特征在于：所述轮盘(7)有三个凸台(71)与一个凹槽(72)结构组成，三个凸台(71)的中心轴线与凹槽(72)中心轴线圆周均匀分布，相邻两轴线垂直相交，凹槽(72)中放置有平衡铁块(6)。5.一种模拟转子系统突加不平衡故障的试验装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将导电环(8)与外界电源连接，外接电源通电，线圈(6-1)产生电流，平衡铁块(6)吸附与轮盘(7)形成整体；步骤二：启动电机(1)，电机(1)通过第一联轴器(2)、齿轮箱(3)、第二联轴器(31)带动转轴(5)旋转，从而带动轮盘(7)旋转，转轴(5)同时带动电刷(10)在导电环(8)内做圆周运动，使用振动传感器(11)收集轮盘(7)正常状态下的振动信号；步骤三：当轮盘(7)正常运转以后，切断两个导电环(8)的连接电源，此时线圈(6)电流变为零，平衡铁块(6)随之失去磁性，平衡铁块(6)受离心力作用，从轮盘(7)上飞脱，模拟叶片飞脱突加不平衡故障；步骤四：通过振动传感器(11)收集转轴(5)以及轴承座(4)处转轴(5)的振动信号，从而可获得叶片飞脱导致的突加不平衡故障时的振动信号。2CN111947836A说明书1/4页一种模拟转子系统突加不平衡故障的试验装置及方法技术领域[0001]本发明涉及一种模拟转子系统突加不平衡故障的试验装置及方法，属于航空发动机领域。背景技术[0002]外物撞击或疲劳断裂损伤导致的叶片飞脱是航空发动机可能遭遇的一种典型恶劣载荷工况。叶片飞脱引起的瞬态振动不仅给发动机机匣带来极大的冲击载荷，还会由于突加大不平衡载荷导致转子系统的破坏，造成重大事故。因此，研究突加不平衡引起的转子瞬态动力学特性和振动响应具有重要意义；[0003]美国联邦航空管理