弹性环式挤压油膜阻尼器疲劳寿命考核试验平台的制作方法

1.本实用新型弹性环式挤压油膜阻尼器疲劳寿命考核试验平台，涉及设备寿命试验装置技术领域，尤其涉及弹性环式挤压油膜阻尼器的疲劳寿命考核试验装置。


背景技术：

2.旋转机械是一种运用非常广泛的机械结构，其特点在于能够高效率的传递和转换机械动力、结构简单、制造工艺成熟、安全可靠。因此被广泛的应用于工业生产、航空航天等各个领域。不仅如此，旋转机械能够实现的许多功能也是其他的机械结构难以替代的。
3.随着科学技术的发展，对各种旋转机械结构的设计和制造工艺也逐渐的趋于成熟。伴随着结构设计和制造工艺技术的提升，与之对应的是对旋转机械的性能要求的提升。旋转机械逐渐朝着高转速、高可靠性、长寿命的方向发展。但也伴随着各种亟需解决的问题，其中一项既是旋转机械的振动问题。
4.旋转机械在高速旋转的过程中，当转速刚好达到机械结构的临界转速时，旋转机械则会产生剧烈的振动，在较高转速下，机械结构的振动的危害是不能忽视的。振动不仅会影响结构的稳定性，严重时可能会对结构产生破坏甚至影响结构的正常运转，不仅造成经济损失，更有可能对操作者的安全造成威胁。
5.对旋转机械的振动问题目前采取的解决方法主要是弹性支承和阻尼器，其中弹性环式挤压油膜阻尼器能够提供弹性支承和阻尼，有效的降低机械结构的振动危害。但伴随着高频振动，阻尼器自身的性能和可靠性也非常重要，其中一项重要性能指标就是弹性环的疲劳强度，因此对弹性环的结构和制造工艺的优化非常重要，对弹性环进行疲劳寿命的考核也是判断弹性环疲劳寿命和可靠程度的重要措施。
6.目前，现有的技术针对弹性环式挤压油膜阻尼器的疲劳寿命考核，一般采用激振台或转子式试验台。激振台通过基础激励方式加载载荷，这种方式难以对弹性环式挤压油膜阻尼器的实际工况进行模拟，实验结果的精度无法保证；转子式试验台通过高转速的转子能够较好的模拟实际工况，但其对试验台的精度要求较高，成本昂贵，且安全性难以保证。
7.针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型的弹性环式挤压油膜阻尼器疲劳寿命考核试验平台，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。


技术实现要素：

8.根据上述现有技术提出的激振台式试验台通过基础激励方式加载载荷，难以对弹性环的实际工况进行模拟，实验结果的精度无法保证；转子式试验台通过高转速的转子能够较好的模拟实际工况，但其对试验台的精度要求较高，成本昂贵，且安全性难以保证等技术问题而提供一种具有结构新颖、便于安装维护、测量数据准确、可靠性高、自动化程度高、操作安全性高等特点的一种弹性环式挤压油膜阻尼器疲劳寿命考核试验平台。
9.本实用新型采用的技术手段如下：
10.一种弹性环式挤压油膜阻尼器疲劳寿命考核试验平台包括：基础平台、激振器、振动平台集成、供油系统以及监测与控制系统；
11.进一步地，振动平台集成设置于基础平台的上部；
12.进一步地，激振器设置于基础平台的上部，位于振动平台集成的一侧，并通过螺杆与振动平台集成相连接；
13.进一步地，供油系统通过油管与振动平台集成相连接；
14.进一步地，监测与控制系统通过数据线与气管与激振器和振动平台集成进行远程连接。
15.进一步地，基础平台的顶端面上设置有多条平行的倒t字形的装配滑道，滑道中设置t字形滑块，用于装配振动平台集成和激振器。
16.进一步地，振动平台集成包括：气缸、力传感器、挡油板支架、挡油板、内支承环、弹性环、位移传感器、外支承环、位移传感器支架、内支承环支架、侧向立柱、鼠笼式弹性支承、防护罩、挡油环、底板、t字形滑块；
17.进一步地，底板通过螺栓与t字形滑块相连接，将振动平台集成装于基础平台的上部；
18.进一步地，内支承环通过螺栓固定装于内支承环支架的顶部；
19.进一步地，内支承环支架设置于底板的上部，并通过螺栓进行固定；
20.进一步地，鼠笼式弹性支承设置于内支承环支架的外侧，与内支承环支架同轴固定，在其上部通过螺栓固定装有外支承环；
21.进一步地，弹性环设置于内支承环和外支承环中间，通过销钉定位；
22.进一步地，挡油板支架通过螺栓固定装于内支承环上部，在其上部设置有挡油板；
23.进一步地，挡油环设置于鼠笼式弹性支承外侧，通过螺栓固定装于底板上部，在其与底板的连接处设置有密封圈。
24.进一步地，防护罩设置于鼠笼式弹性支承与挡油环之间；
25.进一步地，侧向立柱装于挡油环外侧，通过螺栓固定装于底板上；
26.进一步地，气缸设置于侧向立柱上，通过螺杆与外支承环连接，用于给弹性环施加径向力；
27.进一步地，位移传感器支架设置于气缸对向的侧向立柱上，其上设置有位移传感器，用于采集试验过程中的位移数据；
28.进一步地，力传感器设置于激振器与外支承环连接处以及气缸与外支承环连接处，用于采集试验过程中的力数据。
29.进一步地，监测与控制系统包括：控制系统、功率放大器、调压阀、空气压缩机、检测系统、数据采集卡；
30.进一步地，检测系统通过数据采集卡分别与力传感器和位移传感器相连接；
31.进一步地，控制系统通过功率放大器与激振器相连接；
32.进一步地，空气压缩机通过调压阀与气缸相连接。
33.进一步地，激振器为两个，分布于弹性环的径向位置。
34.进一步地，气缸为两个，设置于相邻的两个侧向立柱上；
35.进一步地，位移传感器为两个，设置于气缸对向位置的侧向立柱上，与气缸相对设
置。
36.进一步地，供油系统通过油管与振动平台集成连接，通过内支承环与外支承环上开设的油槽为弹性环供油。
37.进一步地，侧向立柱和挡油环上均设置有吊环螺栓，用于试验台的搬运和安装。
38.本实用新型的实验过程为：
39.弹性环的内凸台与内支承环配合，外凸台与外支承环配合。试验过程中通过激振器对外支承环施加方向呈90
°
角的激振力，从而实现对弹性环的激振作用。通过侧向立柱上固定的气缸，对外支承环施加径向力，从而实现弹性环的径向受力。通过鼠笼式弹性支承的结构调整能够实现对激振台固有频率的控制，从而对激振过程的振动频率加以控制。内支承环开设有油槽，通过供油系统对弹性环进行供油，从而形成油膜，满足弹性环的工作环境。通过调节内支承环和外支承环的尺寸大小，能够满足更多尺寸类型的弹性环的实验过程。
40.本实用新型监测与控制系统实验过程为：
41.气缸与外支承环之间设置有力传感器，通过力传感器对气缸拉力的时域信号进行实时检测；激振器与力传感器支架之间同样设置有力传感器，由力传感器实时检测激振力时域信号；通过位移传感器，可获得弹性环的上部在激振力和气缸加载的静力共同作用下的位移特性；通过监测系统反馈的监测数据，并通过控制系统实时地调节激振器激振力的振幅、频率以及相位，从而模拟弹性环的振动环境；也可以通过调压阀控制气压来调节气缸加载的力的大小；通过检测系统反馈的数据可以实时监测弹性环的实验状态，分析弹性环的寿命强度，验证试验件的可靠性，或者结合试验数据进一步对弹性环进行优化改进。
42.较现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
43.1、本实用新型提供的一种弹性环式挤压油膜阻尼器疲劳寿命考核试验平台，试验台采用可调控的支承部件，能够实现对多尺寸的试验件的适应性，使得试验台的适用范围更加广泛；
44.2、本实用新型提供的一种弹性环式挤压油膜阻尼器疲劳寿命考核试验平台，试验台的加载均采用径向加载，通过外支承环将激振力和静力作用在弹性环上，能够使弹性环的受力更加均匀，也能够更好的模拟弹性环式挤压油膜阻尼器的实际工况；
45.3、本实用新型提供的一种弹性环式挤压油膜阻尼器疲劳寿命考核试验平台，在外支承环的径向受力位置设置里传感器，并在径向位置设置有垂直方向分布的位移传感器，从而实现对实验过程的全面高精度的监测。
46.4、本实用新型提供的一种弹性环式挤压油膜阻尼器疲劳寿命考核试验平台，进一步的通过控制系统和调压阀对试验件的加载状态进行精准调控，实现试验台的高度自动化；
47.5、本实用新型提供的一种弹性环式挤压油膜阻尼器疲劳寿命考核试验平台，试验台的加载通过激振器和气缸加载的方式实现，且振动平台集成和监测与控制系统分离，从而实现试验平台的较高的安全性。
48.综上，应用本实用新型的技术方案解决了现有技术中的激振台式试验台通过基础激励方式加载载荷，难以对弹性环的实际工况进行模拟，实验结果的精度无法保证；转子式试验台通过高转速的转子能够较好的模拟实际工况，但其对试验台的精度要求较高，成本
昂贵，且安全性难以保证等问题。
附图说明
49.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
50.图1为本实用新型结构示意图；
51.图2为本实用新型监测与控制系统以及供油系统连接结构示意图。
52.图中：1、基础平台 2、气缸 3、激振器 4、力传感器 5、挡油板支架 6、挡油板 7、内支承环 8、弹性环 9、位移传感器 10、外支承环 11、位移传感器支架 12、内支承环支架 13、侧向立柱 14、鼠笼式弹性支承 15、防护罩 16、挡油环 17、底板18、t字形滑块 19、控制系统 20、功率放大器 21、调压阀 22、空气压缩机 23、监测系统 24、数据采集卡25、供油系统。
具体实施方式
53.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
54.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
55.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
56.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
57.在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词
并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
58.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
59.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
60.如图1所示，本实用新型提供了一种弹性环式挤压油膜阻尼器疲劳寿命考核试验平台包括：基础平台1、激振器3、振动平台集成、供油系统以及监测与控制系统；
61.基础平台1的顶端面上设置有多条平行的倒t字形的装配滑道，滑道中设置t字形滑块18，用于装配振动平台集成和激振器3。
62.激振器3设置于基础平台的上部，位于振动平台集成的一侧，并通过螺杆与振动平台集成相连接；
63.振动平台集成包括：气缸2、力传感器4、挡油板支架5、挡油板6、内支承环7、弹性环8、位移传感器9、外支承环10、位移传感器支架11、内支承环支架12、侧向立柱13、鼠笼式弹性支承14、防护罩15、挡油环16、底板17、t字形滑块18；底板17通过螺栓与t字形滑块18相连接，将振动平台集成装于基础平台1的上部；内支承环7通过螺栓固定装于内支承环支架12的顶部；内支承环支架12设置于底板17的上部，并通过螺栓进行固定；鼠笼式弹性支承14设置于内支承环支架12的外侧，与内支承环支架12同轴固定，在其上部通过螺栓固定装有外支承环10；弹性环8设置于内支承环7和外支承环10中间，通过销钉定位；弹性环8的径向位置设置两个；挡油板支架5通过螺栓固定装于内支承环7上部，在其上部设置有挡油板6；挡油环16设置于鼠笼式弹性支承14外侧，通过螺栓固定装于底板17上部，在其与底板17的连接处设置有密封圈；防护罩15设置于鼠笼式弹性支承14与挡油环16之间；侧向立柱13装于挡油环16外侧，通过螺栓固定装于底板17上；侧向立柱13和挡油环16上均设置有吊环螺栓，用于试验台的搬运和安装；气缸2为两个，设置于侧向立柱13上，通过螺杆与外支承环10连接，用于给弹性环8施加径向力；位移传感器支架11设置于气缸2对向的侧向立柱13上，其上设置有位移传感器9，位移传感器9为两个，设置于气缸2对向位置的侧向立柱13上，与气缸2相对设置，用于采集试验过程中的位移数据；力传感器4设置于激振器3与外支承环10连接处以及气缸2与外支承环10连接处，用于采集试验过程中的力数据。
64.如图2所示，供油系统25通过油管与振动平台集成连接，通过内支承环7与外支承环10上开设的油槽为弹性环8供油。
65.如图2所示，监测与控制系统通过数据线与气管与激振器3和振动平台集成进行远
程连接。监测与控制系统包括：控制系统19、功率放大器20、调压阀21、空气压缩机22、检测系统23、数据采集卡24；检测系统23通过数据采集卡24分别与力传感器4和位移传感器9相连接；控制系统19通过功率放大器20与激振器23相连接；空气压缩机22通过调压阀21与气缸2相连接。
66.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。