一种连续可调的角度不对中转子故障模拟机构的制作方法

本发明属于旋转机械故障试验装置领域，更具体地，涉及一种转子故障模拟机构。

背景技术：

旋转机械振动故障的试验研究研究作为最重要的研究手段之一，它为振动故障的理论研究提供了大量的试验数据，对旋转机械转子的动力学理论基础研究、装置设计和制造、运行维护至关重要的，应用十分广泛。很多单位和学者在实验室内建立故障模拟实验台，对转子的典型故障进行试验。有多制造和安装过程的复杂因素，多段转子轴系在进行安装连接时，很容易发生两轴段轴心不重合，导致转子系统中的角度不对中故障。角不对中故障是一种常见且重要的转子故障形式，传统在模拟角不对中故障时，常常需对转子系统连接部分进行拆卸以便引入角度不对中量，不对中量也很难定量设定，同时试验器拆装过程又往往难以保证试验器只改变了角度不对中量而其它结构复原(比如不引入额外的平行不对中量，或者不发生除不对中量以外的其它影响故信号特征的试验器状态改变)。此外，频繁的拆卸也会影响试验器的使用寿命。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种连续可调的角度不对中转子故障模拟机构，可避免试验器的复杂拆卸过程，通过简单的松脱紧固操作实现对量的连续调节，具有不对中调节过程中不需拆卸、操作简单、调节连续的优点。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种连续可调的角度不对中转子故障模拟机构，其特征在于，包括左端轴、左法兰盘、右端轴、右法兰盘和压板，其中，

所述左端轴的右端设置有第一内圆孔；

所述左法兰盘具有第一凸肩和第二内圆孔，所述左法兰盘的左端伸入所述左端轴的第一内圆孔内并且其固定安装在所述左端轴上，所述第一凸肩的左端面贴合在所述左端轴的右端面上，所述第一凸肩的右端面与所述第一内圆孔的轴线所成的角为锐角θ；

所述右端轴具有第二凸肩，并且其在第二凸肩的左方设置有键槽，所述键槽内设置有平键，所述右法兰盘通过所述平键连接在所述右端轴上，而且所述右端轴上螺纹连接有锁紧螺母，所述锁紧螺母将所述右法兰盘的右端面压紧在所述右端轴的第二凸肩上；

所述右法兰盘具有第三凸肩，所述第三凸肩的左端面与所述右端轴的轴线的所成的角为锐角β并且β＝θ；

所述右端轴的左端伸入所述左法兰盘的第二内圆孔内，并且所述第三凸肩的左端面贴合在所述左法兰盘的右端面上；

所述压板穿装在所述右端轴上，所述压板和所述左法兰盘夹住所述右法兰盘的第三凸肩，紧固螺栓依次穿过所述压板和左法兰盘后连接在所述左端轴的右侧。

优选地，所述左端轴和所述左法兰盘上分别设置有销钉孔，以用于所述左法兰盘的周向定位和轴系扭矩传递。

优选地，所述左法兰盘上设置有用于调整所述左法兰盘因楔形角度而带来的偏心质量而设置的减重孔洞或其它配重块，以降低不平衡量对不对中故障的影响。

优选地，所述右法兰盘上设置有用于调整所述右法兰盘因楔形角度带来的偏心质量而设置的减重孔洞或其它配重块，以降低不平衡量对不对中故障的影响。

优选地，所述左端轴和右端轴通过万向接头连接，以防止调节角度不对中时左端轴和右端轴平行不对中量。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1)调节简单方便。为了获得不同的角度不对中量，本结构不用更换零部件，也不用完全拆装转子系统，便可以方便地进行不对中量的调节，避免了以往调节不对中程度带来的对试验器的繁琐拆装，也避免试验器因拆装而导致试验前后的可对照性差和影响试验器寿命；

2)可实现不同角度不对中量的连续调节，当左、右法兰盘旋转不同的角度时，可以达到不同的不对中量效果。调节量可从零调节至结构设定值(如0到θ+β之间)，在调节量上具有连续性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的分解示意图；

图3是本发明的剖视示意图；

图4(a)、图4(b)分别是左端轴和右端轴轴线平行时各零件的位置示意图；

图5(a)、图5(b)分别是左端轴和右端轴轴线夹角为θ+β时各零件的位置示意图；

图6为本发明添加万向节后的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

参照各附图，一种连续可调的角度不对中转子故障模拟机构，包括左端轴1、左法兰盘2、右端轴5、右法兰盘4和压板7，其中，

所述左端轴1的右端设置有第一内圆孔；

所述左法兰盘2具有第一凸肩和第二内圆孔，所述左法兰盘2的左端伸入所述左端轴1的第一内圆孔内并且其固定安装在所述左端轴1上，所述第一凸肩的左端面贴合在所述左端轴1的右端面上，所述第一凸肩的右端面与所述第一内圆孔的轴线所成的角为锐角θ；

所述右端轴5具有第二凸肩，并且其在第二凸肩的左方设置有键槽，所述键槽内设置有平键6，所述右法兰盘4通过所述平键6连接在所述右端轴5上，而且所述右端轴5上螺纹连接有锁紧螺母3，所述锁紧螺母3将所述右法兰盘4的右端面压紧在所述右端轴5的第二凸肩上；

所述右法兰盘4具有第三凸肩，所述第三凸肩的左端面与所述右端轴5的轴线的所成的角为锐角β并且β＝θ；

所述右端轴5的左端伸入所述左法兰盘2的第二内圆孔内，并且所述第三凸肩的左端面贴合在所述左法兰盘的右端面上；

所述压板7穿装在所述右端轴5上，所述压板7和所述左法兰盘2夹住所述右法兰盘4的第三凸肩，紧固螺栓8依次穿过所述压板7和左法兰盘2后连接在所述左端轴1的右侧。

进一步，所述左端轴1和所述左法兰盘2上分别设置有销钉孔，以用于所述左法兰盘2的周向定位和轴系扭矩传递。。

进一步，所述左法兰盘2上设置有用于调整所述左法兰盘2因楔形角度而带来的偏心质量而设置的减重孔洞或其它配重块，以降低不平衡量对不对中故障的影响。

进一步，所述右法兰盘4上设置有用于调整所述右法兰盘4因楔形角度带来的偏心质量而设置的减重孔洞或其它配重块，以降低不平衡量对不对中故障的影响。

进一步，所述左端轴1和右端轴5通过万向接头连接，以防止调节角度不对中时左端轴1和右端轴5平行不对中量。

本发明的左法兰盘2大端面与小端面成角度θ的楔形角，右法兰盘4大端面与小端面成角度β的楔形角。θ和β的值依据实验需要设定。

左法兰盘2上可以设置六个通孔，用于配合紧固螺栓9紧固到左端轴1，左法兰盘2设置两个销钉孔A，用于装配时，定位左法兰盘2和左端轴1的相对位置，避免在通过调节右法兰盘4时移动了左法兰盘2。因左法兰盘2的楔形角度导致整体质量相对内孔的轴线存在一定的质量不平衡，因此在左法兰盘2上设置孔洞B以调节质心位置，使法兰盘2质心位置尽量左端轴1的轴线上。孔洞B的位置位于锲型导致的法兰盘2最厚的方向，其大小可由计算决定，或者通过动平衡装置实际确定。

右法兰盘4作为右端轴6的法兰盘之一，设置了键槽。同样为了平衡右法兰盘4的不平衡质量，右法兰盘4设置了用于调节质心位置的孔洞C。孔洞C的位置位于锲型导致的右法兰盘4最厚的方向，其大小可由计算决定，或者通过动平衡装置实际确定。实际过程中，两个转子段通过旋转右法兰盘4来达到不同角度不对中量的调整，其原理如图4(a)～图4(b)所示。图4(a)和图4(b)为右法兰盘4与左法兰盘2的角度不对中量量互相抵消，没有产生不对中量；图5(a)和图5(b)示出了右法兰盘4在图4(a)的基础上旋转180度之后，右法兰盘4的轴心线与左端轴1的轴心线θ+β的角度不对中量；实际过程中，该结构通过旋转右法兰盘4可以使左端轴1和右端轴4的角度不对中量在0到θ+β之间调节，其调节量与两法兰盘的相对角度相关，可见角度不对中量的调节在设定范围内是连续的。

实际操作中，松开紧固螺钉8，取出紧固螺钉，压板7松开便可以旋转右法兰盘4。因右端轴6与右法兰盘4通过键6和锁紧螺母3连接，右法兰盘4的旋转使得右端轴6同样旋转以产生角度不对中量。

如有必要，在两轴之间可使用高精度万向接头D，用以方便保证轴的平行对不中量控制在可忽略的程度。示意图参见图6。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。