压缩机机械运转试验装置及试验测试方法与流程

本公开涉及试验装置，尤其涉及一种压缩机机械运转试验装置及试验测试方法。

背景技术：

1、齿轮传动是机械传动系统中最重要的形式之一，被广泛应用于压缩机、航天等领域。使用齿轮转动系统的压缩机在使用时，叶轮与齿轮转动系统连接从而使叶轮可以转动。叶轮在转动过程中产生振动会影响压缩机的工作，由于叶轮具有叶片的结构，使叶轮转动过程中除了会因齿轮转动系统中各齿轮轴刚性啮合产生一系列多自由度系统耦合振动导致轴系转子动力学的不稳定性，还会因为叶片与空气之间的作用而产生气体动力学中透平压缩机具有的旋转脱离（失速）、喘振导致的运动不稳定。

2、现有的对压缩机的检测均是在压缩机运行时进行测试，由于叶轮的振动可能为固体力学中转子动力学稳定性引起的振动，还可能为气体动力学中透平压缩机独有的旋转脱离（失速）、喘振引起的振动，导致无法准确判断压缩机的齿轮转动系统是否有问题。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种压缩机机械运转试验装置及试验测试方法。

2、本公开提供了一种压缩机机械运转试验装置，包括箱体，所述箱体上可转动地设置有主动轴和从动轴，所述主动轴和所述从动轴通过齿轮啮合的方式相互连接，且所述主动轴上连接有动力装置，所述从动轴的至少一端安装有叶轮，且至少一个所述叶轮为模拟叶轮；

3、所述模拟叶轮为盘体结构，所述模拟叶轮包括由中心向边缘依次设置的中心部和加工部，所述中心部与所述从动轴的端部连接，所述加工部沿所述模拟叶轮的旋转轴方向的至少一侧面为第一加工面，且沿垂直于所述旋转轴方向远离所述中心部的一面为第二加工面，所述模拟叶轮的质量、重心相对于基准平面的位置、对所述旋转轴的极惯性矩、对垂直于所述旋转轴方向的惯性矩均与待测叶轮保持一致；

4、其中，所述模拟叶轮的基准平面位于所述模拟叶轮上，且与所述模拟叶轮用于与所述从动轴连接的端面之间具有预设距离，所述待测叶轮的基准平面位于所述待测叶轮上，且与所述待测叶轮用于与所述从动轴连接的端面之间具有预设距离。

5、可选的，所述加工部包括盘状部和环形带状部，所述盘状部环绕所述中心部设置且与所述中心部连接，所述环形带状部环绕所述盘状部设置且与所述盘状部连接，所述第一加工面包括盘状加工面和带状加工面，沿所述旋转轴方向，所述盘状部相对的两侧面为所述盘状加工面，所述环形带状部相对的两侧面为所述带状加工面，沿垂直于所述旋转轴的方向，所述环形带状部远离所述盘状部的外轮廓面为所述第二加工面。

6、可选的，沿所述旋转轴方向，所述加工部相对的两侧面上与所述盘状部相对应的位置处分别形成有切削加工形成的凹部。

7、可选的，所述从动轴的两端分别显露于所述箱体的外侧，所述从动轴的一端安装有所述模拟叶轮，所述从动轴的另一端安装有所述待测叶轮。

8、可选的，所述从动轴的数量为两个，且均通过齿轮啮合的方式与所述主动轴连接，两个所述从动轴中至少一个的其中一端安装有所述模拟叶轮。

9、可选的，所述中心部沿所述模拟叶轮的旋转轴方向的一端凸设有定位轴，所述从动轴的端部设有与所述定位轴相配合的安装孔，所述定位轴插入所述安装孔内。

10、可选的，所述模拟叶轮通过锁紧轴与所述从动轴的端部连接；所述中心部设有锁紧通孔，所述锁紧通孔沿所述模拟叶轮的旋转轴方向贯穿所述中心部，所述安装孔的底部设有沉孔，所述沉孔具有内螺纹，所述锁紧轴的一端部穿过所述锁紧通孔并与所述沉孔螺纹连接，所述锁紧轴的另一端部螺纹安装有锁紧螺母，且所述锁紧螺母与所述中心部远离所述从动轴的一端抵接。

11、可选的，所述定位轴的外周面包括多个抵接面，多个所述抵接面沿所述定位轴的周向依次排列且首尾相连，每个所述抵接面均为外凸的弧形面，且每个所述抵接面均朝向远离所述定位轴的轴心线的方向凸起；

12、所述安装孔的内壁面包括多个承接面，多个所述承接面沿所述安装孔的周向依次排列且首尾相连，所述承接面的形状与所述抵接面的形状相适配，多个所述抵接面与多个所述承接面一一对应贴合抵接。

13、可选的，所述抵接面的数量为三个，三个所述抵接面沿所述定位轴的周向依次相互连接，相邻的两个抵接面之间平滑过渡连接。

14、可选的，所述定位轴沿中心部朝向所述从动轴的方向具有设定锥度，以使所述定位轴和所述从动轴之间形成自锁；

15、可选的，所述模拟叶轮与所述从动轴的端部之间设有垫片；

16、可选的，所述中心部远离所述从动轴的一侧设有用于安装外部件的螺孔，以通过所述螺孔进行所述模拟叶轮的安装与拆卸。

17、本公开实施例还提供了一种压缩机机械运转试验测试方法，包括以下步骤：

18、s11、在从动轴的两个端部均安装模拟叶轮，动力装置通过主动轴2与从动轴的齿轮啮合带动从动轴转动，测试所述模拟叶轮的振动幅度；

19、s12、判断所述模拟叶轮的振动幅度是否大于设定幅度；

20、若所述模拟叶轮的振动幅度小于等于所述设定幅度，则判断所述主动轴2和所述从动轴的齿轮啮合无耦合问题；

21、若所述模拟叶轮的振动幅度大于所述设定幅度，则判断所述主动轴和所述从动轴的齿轮啮合有耦合问题，修正所述主动轴与所述从动轴的齿轮啮合，直至所述模拟叶轮的振动幅度小于等于所述设定幅度。

22、可选的，在步骤s12之后，还包括：

23、s13、将安装在所述从动轴的其中一端的所述模拟叶轮替换为待测叶轮，所述动力装置通过所述主动轴与所述从动轴的齿轮啮合带动所述从动轴转动，测试所述待测叶轮的振动幅度；

24、s14、判断所述待测叶轮的振动幅度是否大于设定幅度；

25、若所述待测叶轮的振动幅度小于等于所述设定幅度，则判断所述待测叶轮为合格叶轮；

26、若所述待测叶轮的振动幅度大于所述设定幅度，则判断所述待测叶轮为不合格叶轮。

27、可选的，在步骤s14之后，还包括：

28、s15、将安装在所述从动轴的另一端的所述模拟叶轮替换为待测叶轮，使所述从动轴的两端均安装待测叶轮，所述动力装置通过所述主动轴与所述从动轴的齿轮啮合带动所述从动轴转动，测试所述待测叶轮的振动幅度；

29、s16、判断所述待测叶轮的振动幅度是否大于设定幅度；

30、若所述待测叶轮的振动幅度小于等于所述设定幅度，则判断所述待测叶轮为合格叶轮；

31、若所述待测叶轮的振动幅度大于所述设定幅度，则判断所述待测叶轮为不合格叶轮。

32、本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

33、本公开提供的压缩机机械运转试验装置及实验方法，包括箱体，箱体上可转动地设置有主动轴和从动轴，主动轴和从动轴通过齿轮啮合的方式相互连接，且主动轴上连接有动力装置，从动轴的至少一端安装有叶轮，且至少一个叶轮为模拟叶轮，使模拟叶轮安装在主动轴和从动轴组成的齿轮转动系统中，以通过模拟叶轮对齿轮转动系统进行检测；模拟叶轮为盘体结构，模拟叶轮包括由中心向边缘依次设置的中心部和加工部，中心部与从动轴的端部连接，加工部沿模拟叶轮的旋转轴方向的一侧面为第一加工面，且沿垂直于旋转轴方向远离中心部的一面为第二加工面，模拟叶轮的质量、重心相对于基准平面的位置、对旋转轴的极惯性矩、对垂直于旋转轴的方向的惯性矩均与叶轮中的待测叶轮保持一致，使模拟叶轮与齿拟叶轮在转动时与主动轴和从动轴组成的齿轮转动系统的相互作用与待测叶轮在转动时与齿轮转动系统的相互作用是一致，并且模拟叶轮为盘体结构，空气阻力对模拟叶轮的转动状态的影响很小，使模拟叶轮在转动时可以忽略气体动力学因素对模拟叶轮转动稳定性的影响，从而使模拟叶轮仅会因主动轴和从动轴组成的齿轮转动系统的耦合问题而产生振动，排除了气体动力学中透平压缩机的旋转脱离、喘振引起振动对压缩机机械运转稳定性的检测结果的干扰，实现了检测压缩机的齿轮转动系统是否具有耦合振动问题，提升了对压缩机机械运转情况进行检测的准确度。