专利名称：一种变刚度支承的转子系统模拟试验台的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对旋转机械的转子系统进行模拟试验的装置，是对现有的转子系
统模拟试验台的技术改进。本发明能分别改变水平支承刚度和垂直支承刚度，并使这两种 刚度的组合达到最优、自动调节该支承条件和变安装条件。
背景技术：
目前，公知的转子系统模拟试验台是将转子系统固定在基础台板或直接固定在地
面上，单独使用轴承支承整个轴系，以上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室为例，
其转子系统模拟实验台就是将轴承座螺栓连接在基础台板上，各转轴之间通过轴承和联轴
器连接。这种结构的缺点在于，当转子系统出现的故障是由支承基础引起时，对支承方式进
行的研究由于是轴承单独支承而只能是局限于分析单方向刚度对转子系统动特性的影响，
从而不能将整个支承的相互独立的水平和垂直方向分别对转子系统的影响明确表示出来。
实际上，支承的水平刚度和垂直刚度不仅会同时对转子系统动力特性产生影响，而且影响
程度还不尽相同，因为单独使用轴承支承时，水平支承刚度和垂直支承刚度是"耦合"在一
起的，针对异常复杂转子的支承结构，其水平支承刚度和垂直支承刚度耦合在一起的状态
得不到很好的解决，当对转子系统进行模拟实验和强迫振动时，就得不到精确的模拟信号，
从而也就无法正确模拟实际的转子系统的动力特性及动态试验。
发明内容
本发明公开了一种变刚度支承的转子系统模拟试验台，将已有的固定式支承改为
变刚度支承，可以克服现有的单独使用轴承支承整个轴系而造成的水平支承刚度和垂直支
承刚度"耦合"在一起的问题，本发明不仅能够分别改变水平支承刚度和垂直支承刚度、变
支承条件和变安装条件，而且在试验的过程中能够方便地实现自动调节功能。 —种变刚度支承的转子系统模拟试验台，电机输出轴通过联轴器与至少两级转轴
连接，每级转轴上分别连接有两个转盘，两个支承，其特征在于所述的支承为变刚度支承；
变刚度支承包括T型槽底座、水平驱动机构和垂直驱动机构； A)所述的T型槽底座通过地脚螺栓与地面相联，T型槽底座的一个侧面固接有角 铁，水平驱动轴支座通过螺栓分别固定在各自的角铁上，T型槽底座另一边的上端面分别固 接有垂直驱动轴支座；用于支承垂直驱动蜗杆； B)所述的水平驱动机构水平驱动螺杆穿入所述的水平驱动轴支座，伸出端通过 螺纹依次与两个固定块连接，两个固定块分别与各自的水平移动式刚性滑块固接，两个水 平移动式刚性滑块分别嵌入T型槽底座中； C)所述的垂直驱动机构垂直驱动蜗杆穿入所述的垂直驱动轴支座内，两个垂直 升降轴上部分别与各自的水平移动式刚性滑块通过内花键连接，下部分别与垂直驱动蜗轮 通过螺纹连接，顶部分别与下支板刚性连接；垂直驱动蜗杆与垂直驱动蜗轮通过轮齿啮合， 垂直驱动蜗轮与垂直升降轴通过螺纹连接；两个吊耳与水平移动式刚性滑块外侧固接，垂
3直驱动蜗轮上、下由吊耳控制轴向位置； D)板簧在上盖板和下支板之间，通过螺栓与上盖板和下支板固接；板簧上方与轴
承连接，每个变刚度支承通过轴承与转轴连接。 所述的转轴可以设置l一6级，通过联轴器相互连接。 本发明结构中各零件全部采用标准设计，结构简单，性能可靠，不仅能够分别改变 水平支承刚度和垂直支承刚度，通过信号分析使得整个系统达到最佳状态，还能实现变支 承条件和变安装条件，而且在试验的过程中能够方便地实现调节功能，随时改变支承中各 零部件的相对位置，达到正确模拟实际转子系统动力特性及动态试验的目的。
图1是本发明新型的变刚度支承与转子系统连接的机械原理图；
图2是变刚度支承的一个实施例轴向视图的构造图；
图3是变刚度支承的一个实施例径向视图的构造图。 1.电机，2.变刚度支承，3.转盘，4.转轴一，5.联轴器，6.转轴二，7.T型槽底座， 8.垂直驱动轴支座，9.垂直驱动蜗杆，IO.垂直驱动蜗轮，ll.下支板，12.上盖板，13.固定 块，14.水平驱动轴支座，15.角铁，16.水平驱动螺杆，17.吊耳，IS.垂直升降轴，19.板簧， 20.轴承，21.水平移动式刚性滑块，22.手轮。
具体实施例方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步描述，但本实施例并不用于限制本发 明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。
实施例 —种变刚度支承的转子系统模拟试验台，如图1、图2、图3所示电机1的输出轴 通过联轴器5与两级转轴即转轴一 4，转轴二 6连接，每级转轴上分别连接有两个转盘3，两 个支承，其特点是所述的支承为变刚度支承2 ;变刚度支承包括T型槽底座7、水平驱动机 构和垂直驱动机构； A)所述的T型槽底座7通过地脚螺栓与地面相联，T型槽底座的一个侧面固接有 四个角铁15，水平驱动轴支座14通过螺栓分别固定在各自的角铁15上，T型槽底座7另一 边的上端面分别固接有垂直驱动轴支座8 ;用于支承垂直驱动蜗杆9 ; B)所述的水平驱动机构水平驱动螺杆16穿入水平驱动轴支座14，伸出端通过螺 纹依次与两个固定块13连接，两个固定块13分别与各自的水平移动式刚性滑块21固接， 两个水平移动式刚性滑块21分别嵌入T型槽底座7中； C)所述的垂直驱动机构垂直驱动蜗杆9嵌入垂直驱动轴支座8内，两个垂直升 降轴18上部分别与各自的水平移动式刚性滑块21通过内花键连接，下部分别与垂直驱动 蜗轮10通过螺纹连接，顶部分别与下支板11刚性连接；垂直驱动蜗杆9与垂直驱动蜗轮10 通过轮齿啮合，垂直驱动蜗轮10与垂直升降轴18通过螺纹连接；两个吊耳17与水平移动 式刚性滑块21外侧固接，垂直驱动蜗轮10上、下由吊耳17控制轴向位置；
D)板簧19在下支板11和上盖板12之间，通过螺栓与上盖板和下支板固接；板簧 19上方与轴承20连接，每个变刚度支承2通过轴承20与转轴连接。
计算转子系统的垂直支承刚度当手轮22转动水平驱动螺杆16时，水平驱动螺杆 16和固定块13之间是传动螺纹联接，固定块13靠螺栓固定在水平移动式刚性滑块21上， 从而水平驱动螺杆16的旋转运动就转化为水平移动式刚性滑块21的直线运动，实现水平 移动式刚性滑块21沿T型槽底座7的T型槽移动，两个水平移动式刚性滑块21的同时移 动带动上部的上盖板12和下支板11沿着板簧19距离相近和相离，从而可以在不同的距离 处分别计算出转子系统的垂直支承刚度。 计算转子系统的水平支承刚度垂直驱动蜗杆9固定在垂直驱动轴支座8上，垂直 驱动蜗杆9与垂直驱动蜗轮10通过轮齿啮合完成运动传递，垂直驱动蜗轮10在垂直升降 轴18的位置由上下两个吊耳17确定，与垂直升降轴18靠传动螺纹联接，垂直驱动蜗轮10 在两个吊耳17的夹击下将其旋转运动转化为垂直升降轴18的上下直线运动，垂直升降轴 18上部与水平移动式刚性滑块21依靠内花键联接，可以使其沿着内花键方向上下滑移，又 可以保证垂直升降轴18和水平移动式刚性滑块21的联接稳定性，垂直升降轴18顶端和下 支板11刚性连接，从而带动水平移动式刚性滑块21实现水平方向移动。垂直驱动蜗杆9 穿入垂直驱动轴支座8，带动垂直驱动蜗轮10，从而带动垂直升降轴18实现上下升降运动， 垂直升降轴18的上下移动带动上部的上盖板12和下支板11支撑的板簧19上下运动，从 而可以在不同的高度处分别计算出转子系统的水平支承刚度。 本发明将转子系统的水平支承刚度和垂直支承刚度进行解耦，可以更加准确和方 便地模拟转子系统的动力特性及动态试验。
权利要求
一种变刚度支承的转子系统模拟试验台，电机输出轴通过联轴器与至少两级转轴连接，每级转轴上分别连接有两个转盘，两个支承，其特征在于所述的支承为变刚度支承；变刚度支承包括T型槽底座、水平驱动机构和垂直驱动机构；A)所述的T型槽底座通过地脚螺栓与地面相联，T型槽底座的一个侧面固接有角铁，水平驱动轴支座通过螺栓分别固定在各自的角铁上，T型槽底座另一边的上端面分别固接有垂直驱动轴支座；用于支承垂直驱动蜗杆；B)所述的水平驱动机构水平驱动螺杆穿入所述的水平驱动轴支座，伸出端通过螺纹依次与两个固定块连接，两个固定块分别与各自的水平移动式刚性滑块固接，两个水平移动式刚性滑块分别嵌入T型槽底座中；C)所述的垂直驱动机构垂直驱动蜗杆穿入所述的垂直驱动轴支座内，两个垂直升降轴上部分别与各自的水平移动式刚性滑块通过内花键连接，下部分别与垂直驱动蜗轮通过螺纹连接，顶部分别与下支板刚性连接；垂直驱动蜗杆与垂直驱动蜗轮通过轮齿啮合，垂直驱动蜗轮与垂直升降轴通过螺纹连接；两个吊耳与水平移动式刚性滑块外侧固接，垂直驱动蜗轮上、下由吊耳控制轴向位置；D)板簧在下支板和上盖板之间，通过螺栓与上盖板和下支板固接；板簧上方连接有轴承，每个变刚度支承通过轴承与转轴连接。
2. 根据权利要求1所述的一种变刚度支承的转子系统模拟试验台，其特征在于所述 的转轴可以设置l一6级，通过联轴器相互连接。
全文摘要
一种变刚度支承的转子系统模拟试验台，将已有的固定式支承改为变刚度支承，特点是T型槽底座经螺栓与地面相联，T型槽底座的一个侧面连接有水平驱动机构，T型槽底座另一边的上端面固接有垂直驱动机构；水平驱动螺杆经螺纹依次与两个固定块连接，两个固定块分别与水平移动式刚性滑块固接，两个水平移动式刚性滑块嵌入T型槽底座中；两个垂直升降轴上部分别与水平移动式刚性滑块通过内花键连接，下部与垂直驱动蜗轮连接，顶部与下支板、板簧、上盖板刚性连接；垂直驱动蜗杆与垂直驱动蜗轮轮齿啮合，垂直驱动蜗轮与垂直升降轴螺纹连接；本发明可进行各类轴系动态特性试验改变水平支承刚度和垂直支承刚度并使这两种刚度的组合达到最优。
文档编号G01M13/00GK101696904SQ20091019790
公开日2010年4月21日 申请日期2009年10月29日 优先权日2009年10月29日
发明者刘秋皊, 张雷, 王志良, 胡彦红, 陈巍巍 申请人:上海理工大学;