专利名称：一种轴承-转子系统加载测试装置及其方法
技术领域：
本发明涉及旋转机械的加载测试装置，特别是一种轴承-转子系统加载测试装置 及其方法。
背景技术：
转子-轴承系统是旋转机械的核心部件，其动、静态负荷下系统的承载能力、稳定 性、刚性等性能直接影响系统的安全运转，否则将引起系统超载、剧烈振动等现象，严重将 导致重大事故的发生。对转子-轴承系统进行动、静态加载测试与监测，可为机组安全运行 和故障诊断提供指导，避免恶性事故的发生。但是，目前普遍采用的加载测试方法是在转子 静态下进行接触式加载如弹簧加载、气缸加载等，对轴承-转子系统的瞬态，尤其是启、停 状态不能进行动态测试，不能满足日益发展的高速机械性能测试要求。主要体现在以下方 面1、静态承载测试，加载困难，加载不连续。2、无载情况下的动态研究偏离实际工况，不利于充分研究轴承_转子系统的工作 特性。3、采用传统的轮盘加载容易破坏转子的动平衡性，容易发生碰撞摩擦。同时轮盘 加载，加载范围单一。4、传统的接触式加载，存在较多不安全因素，不利于人身安全。
发明内容
为解决现有技术的上述问题，本发明要提出一种可以在高速旋转状态下实现动态 加载、连续加载、安全加载的轴承_转子系统加载装置及其方法。为了实现上述目的，本发明的技术方案如下一种轴承-转子系统加载测试装置， 包括静压气体轴承、浮动接头、压力传感器、气缸、加载支架、方向控制阀、压力调节阀A和 压力调节阀B，所述的静压气体轴承的上部与浮动接头的下部连接，所述的浮动接头的上部 与压力传感器的下部连接，所述的压力传感器的上部与气缸连接；所述的气缸固定在加载 支架上，所述的气缸与方向控制阀通过气管和快速接头连接；所述的方向控制阀通过压力 调节阀A与进气管连接，所述的静压气体轴承通过压力调节阀B与进气管连接。本发明所述的静压气体轴承和浮动接头通过螺纹连接，所述的浮动接头与压力传 感器通过螺纹连接，所述的压力传感器与气缸之间通过螺纹连接，所述的气缸和加载支架 之间通过螺栓固定。本发明所述的静压气体轴承是部分圆弧形静压气体轴承。一种轴承-转子系统加载测试装置的加载测试方法，包括以下步骤A、通过压力调节阀A将压缩气体输送到静压气体轴承上，使其与测试转子之间形 成气膜；同时通过压力调节阀B将压缩气体输送到方向控制阀，通过方向控制阀使气缸的 气缸杆向下伸出，使静压气体轴承接近测试转子，并在静压气体轴承和测试转子间形成气膜力；当气膜力与气缸杆加载力平衡时，气缸杆停止运动，此时气缸杆的加载力被传到测试 转子上；B、通过压力传感器测出加载力的大小。本发明所述的压力调节阀A可调节气缸杆加载力的大小，压力调节阀B可调节测 试转子与静压气体轴承间的气膜间隙。与现有实验方法相比，本发明具有以下有益效果1、由于本发明使静压气体轴承和测试转子之间形成气膜，实现了非接触加载，可 以在转子静态或高速运转时对其加载，加载安全，加载力的大小调节方便。2、由于本发明在加载过程中，采用非接触的加载方法，因此加载时不会影响转子 的动平衡特性，可以在静态、高速、超高速下进行加载。3、由于本发明采用气缸加载，通过调节气缸的供气压力可以针对不同偏心率状态 下轴承_转子系统的特性进行实验研究，实现高速下无级调节加载力的大小的目的。4、由于本发明采用气缸加载，气体的可压缩性，为气缸杆及加载轴承的运动提供 了一定空间，因此转子跳动时，加载轴承也会相对运动，使测试过程更接近实际工况。5、由于本发明采用浮动接头连接，浮动接头具有一定角度的偏摆范围，因此当转 子发生振动时，受气膜勻化效应的影响，静压气体轴承也会随着转子偏摆，而不会与转子发 生碰撞，保证实验系统和实验人员的安全。6、由于本发明加有压力传感器，因而可以测试出静态、旋转两种状态下轴承-转 子系统的承载特性，为合理设计优化系统提供了可靠实验依据。
本发明仅有附图1张，其中图1是轴承-转子系统气辅加载装置示意图。图中1、测试转子，2、加载支架，3、静压气体轴承，4、浮动接头，5、压力传感器，6、 气缸，7、方向控制阀，8、压力调节阀A，9、压力调节阀B。
具体实施例方式下面结合附图对本发明进行进一步地描述。如图1所示，一种轴承-转子系统加 载测试装置，包括静压气体轴承3、浮动接头4、压力传感器5、气缸6、加载支架2、方向控制 阀7、压力调节阀A8和压力调节阀B9，所述的静压气体轴承3的上部与浮动接头4的下部 连接，所述的浮动接头4的上部与压力传感器5的下部连接，所述的压力传感器5的上部与 气缸6连接；所述的气缸6固定在加载支架2上，所述的气缸6与方向控制阀7通过气管和 快速接头连接；所述的方向控制阀7通过压力调节阀A8与进气管连接，所述的静压气体轴 承3通过压力调节阀B9与进气管连接。所述的静压气体轴承3和浮动接头4通过螺纹连 接，所述的浮动接头4与压力传感器5通过螺纹连接，所述的压力传感器5与气缸6之间通 过螺纹连接，所述的气缸6和加载支架2之间通过螺栓固定。所述的静压气体轴承3是部 分圆弧形静压气体轴承3。一种轴承_转子系统加载测试装置的加载测试方法，包括以下步骤A、通过压力调节阀A8将压缩气体输送到静压气体轴承3上，使其与测试转子1之
4间形成气膜；同时通过压力调节阀B9将压缩气体输送到方向控制阀7，通过方向控制阀7 使气缸6的气缸杆向下伸出，使静压气体轴承3接近测试转子1，并在静压气体轴承3和测 试转子1间形成气膜力；当气膜力与气缸杆加载力平衡时，气缸杆停止运动，此时气缸杆的 加载力被传到测试转子1上；B、通过压力传感器5测出加载力的大小。本发明所述的压力调节阀A8可调节气缸杆加载力的大小，压力调节阀B9可调节 测试转子1与静压气体轴承3间的气膜间隙。本发明的使用方法，包括以下步骤1、将整个装置按照图1装好，并按要求连接气路。2、向静压气体轴承2通入压缩空气，根据承载大小，调节压力调节阀B9将压力调 节到0. 1-0. 6MPa范围。3、向压力调节阀A8通气，将压力调节到0. 1-0. 2MPa范围，控制方向控制阀7，使气 缸6的气缸杆缓慢向下伸出。4、当静压气体轴承2与测试转子1之间形成气膜间隙，且气膜承载力达到与气缸 输出力平衡时，气缸杆停止运动。5、调节压力调节阀B9，将供气压力调到0. 1-0. 6MPa左右。6、根据承载大小，精确调节压力调节阀A8，使压力满足测试要求。
权利要求
一种轴承 转子系统加载测试装置，其特征在于包括静压气体轴承(3)、浮动接头(4)、压力传感器(5)、气缸(6)、加载支架(2)、方向控制阀(7)、压力调节阀A(8)和压力调节阀B(9)，所述的静压气体轴承(3)的上部与浮动接头(4)的下部连接，所述的浮动接头(4)的上部与压力传感器(5)的下部连接，所述的压力传感器(5)的上部与气缸(6)连接；所述的气缸(6)固定在加载支架(2)上，所述的气缸(6)与方向控制阀(7)通过气管和快速接头连接；所述的方向控制阀(7)通过压力调节阀A(8)与进气管连接，所述的静压气体轴承(3)通过压力调节阀B(9)与进气管连接。
2.根据权利要求1所述的一种轴承-转子系统加载测试装置，其特征在于所述的静 压气体轴承(3)和浮动接头(4)通过螺纹连接，所述的浮动接头(4)与压力传感器(5)通 过螺纹连接，所述的压力传感器(5)与气缸(6)之间通过螺纹连接，所述的气缸(6)和加载 支架(2)之间通过螺栓固定。
3.根据权利要求1所述的一种轴承-转子系统加载测试装置，其特征在于所述的静 压气体轴承(3)是部分圆弧形静压气体轴承(3)。
4.一种如权利要求1所述的轴承-转子系统加载测试装置的加载测试方法，其特征在 于包括以下步骤A、通过压力调节阀A(8)将压缩气体输送到静压气体轴承(3)上，使其与测试转子(1) 之间形成气膜；同时通过压力调节阀B(9)将压缩气体输送到方向控制阀(7)，通过方向控 制阀(7)使气缸(6)的气缸杆向下伸出，使静压气体轴承(3)接近测试转子(1)，并在静压 气体轴承(3)和测试转子(1)间形成气膜力；当气膜力与气缸杆加载力平衡时，气缸杆停止 运动，此时气缸杆的加载力被传到测试转子(1)上；B、通过压力传感器(5)测出加载力的大小。
5.一种如权利要求4所述的轴承-转子系统加载测试装置的加载测试方法，其特征在 于所述的压力调节阀A(8)可调节气缸杆加载力的大小，压力调节阀B(9)可调节测试转子 ⑴与静压气体轴承⑶间的气膜间隙。
全文摘要
本发明公开了一种轴承-转子系统加载测试装置及其加载测试方法，所述的装置包括静压气体轴承、浮动接头、压力传感器、气缸、加载支架、方向控制阀、压力调节阀A和压力调节阀B，所述的气缸固定在加载支架上，所述的气缸与方向控制阀通过气管和快速接头连接；所述的方向控制阀通过压力调节阀A与进气管连接，所述的静压气体轴承通过压力调节阀B与进气管连接。由于本发明使静压气体轴承和测试转子之间形成气膜，实现了非接触加载，可以在转子静态或高速运转时对其加载，加载安全，加载力的大小调节方便。本发明在加载过程中，采用非接触的加载方法，因此加载时不会影响转子的动平衡特性，可以在静态、高速、超高速下进行加载。
文档编号G01M13/00GK101915662SQ20101022367
公开日2010年12月15日 申请日期2010年7月9日 优先权日2010年7月9日
发明者于贺春, 关广丰, 熊伟, 王海涛, 马文琦 申请人:大连海事大学