使用压电驱动器的变参数转子的减振实验台及方法技术

本发明专利技术使用压电驱动器的变参数转子的减振实验台，包括实验台主体装置；实验台主体装置包括主轴，主轴上套设有至少两个圆盘、主动轴承的轴承壳和被动轴承的轴承壳，每相邻两个圆盘之间设置有一个环形密封装置；圆盘上设置有圆孔。本发明专利技术还提供一种使用压电驱动器的变参数转子的减振实验方法，不同级别和不同位置的不平衡质量可以插入到圆盘中，这样方便进行不同作用力情况下的分析。

Experimental platform and method for vibration reduction of rotor with variable parameters using piezoelectric actuators

The invention uses a piezoelectric actuator variable parameter rotor vibration damping test bench, including a test bench main device; the test bench main device includes a spindle, the main shaft is sleeved with at least two discs, a bearing shell of an active bearing and a bearing shell of a passive bearing, and an annular sealing device is arranged between each adjacent two discs; A circular hole is provided. The invention also provides an experimental method for reducing vibration of a variable parameter rotor using a piezoelectric actuator, in which unbalanced masses of different levels and positions can be inserted into a disk, so as to facilitate analysis under different forces.

【技术实现步骤摘要】
使用压电驱动器的变参数转子的减振实验台及方法
本专利技术涉及一种变参数转子的振动测试控制装置，具体涉及一种使用压电驱动器，涉及不同支撑下的转子减振效果分析的振动实验台及方法，属于振动特性预测的

技术介绍
目前，转子系统在机械产业中应用广泛。机械转子系统由动力机构、旋转机构、轴承与其支座等组成，如气体压缩机、发电机、汽轮机、离心机、电动机等。常见的旋转机械的工作主体都采用转子系统。转子系统转速高、结构复杂，运转中会发生各种振动现象，如由于转子不平衡质量所引起的强迫振动、由于转轴与圆盘配合面的摩擦、转轴材料内阻与轴承油膜力等产生的转轴自激振动等。转子系统运行时产生的振动容易影响机组运行的安全性和稳定性，造成零部件的损坏，影响机组寿命。运行时产生的噪音会造成工作环境和生活环境的噪声污染，影响人们的身心健康。随着现代工业和社会的迅速发展，人们对转子系统运行的安全性、稳定性以及相关人员的工作、生活环境的要求也越来越高。因此，转子系统的减振降噪分析与研究，对实现转子系统安全稳定运行及改善工作环境具有重要意义。随着转子系统研究的深入和工程实际的需要，关于转子动力学的研究在20世纪末和目前转子系统领域中有着非常重要的作用。转子动力学研究在逐步加以拓展和完善。关于转子动力学的理论研究已被国际上多位专家、学者关注并发表多篇论文，扮演着该科学研究的重要角色。由于转子系统非线性振动情况非常复杂，而且仅依靠理论推导的研究本身说服力有限，所以转子动力学理论与相关实验结合很有必要，通过振动实验验证理论研究的正确性与可行性。为了使转子动力学理论的研究成果更好地得到证明，并发现转子振动的相关规律与新的振动现象，实验装置的设计研发显得极其重要。然而，现在市面上的实验台局限于结构形式固定、尺寸单一，影响了实验研究的多样性。因此，需要对现有技术进行改进。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种使用压电驱动器，可以在不同支撑，不同圆盘质量的情况下对转子进行振动分析的使用压电驱动器的变参数转子的减振实验台及方法。本专利技术提供一种使用压电驱动器的变参数转子的减振实验台，其特征在于：包括实验台主体装置；所述实验台主体装置包括主轴，主轴上套设有至少两个圆盘、主动轴承的轴承壳和被动轴承的轴承壳，每相邻两个圆盘之间设置有一个环形密封装置；所述圆盘上设置有圆孔。作为对本专利技术使用压电驱动器的变参数转子的减振实验台的改进：所述圆盘包括圆盘一、圆盘二、圆盘三和圆盘四，所述非接触式位移传感器包括非接触式位移传感器一、非接触式位移传感器二和非接触式位移传感器三；所述主轴由下至上依次套设有安全轴承一、圆盘一、环形密封装置三、主动轴承的轴承壳、圆盘二、环形密封装置二、圆盘三、环形密封装置一、被动轴承的轴承壳、圆盘四、安全轴承二、止推轴承和通电线圈；所述环形密封装置一、环形密封装置二和环形密封装置三、主动轴承的轴承壳和被动轴承的轴承壳均固定设置在基座上；所述主轴底部通过切片联轴器与电机连接。作为对本专利技术使用压电驱动器的变参数转子的减振实验台的进一步改进：还包括循环管路系统；所述环形密封装置一、环形密封装置二和环形密封装置三均设置有相互连通的环形密封、进水口和出水口，所述主轴穿过环形密封；所述水循环系统包括水箱、阀门、过滤器、离心泵、稳流罐、电磁流量计、阀门和阀门；所述水箱的出口、阀门、过滤器、离心泵、稳流罐和电磁流量计依次连接后与环形密封装置的进水口连接，依次经过所有环形密封装置后，出水口依次经过阀门和阀门后与水箱的进口连接。作为对本专利技术使用压电驱动器的变参数转子的减振实验台的进一步改进：所述圆盘一、圆盘二、圆盘三和圆盘四分别通过圆锥形套筒套设在主轴上；所述圆盘一、圆盘二、圆盘三和圆盘四的中心设置有圆盘孔，主轴穿过圆盘孔，主轴的直径小于圆盘孔的直径；所述圆锥形套筒轴心位置设置有的间隙，主轴穿过间隙；所述圆锥形套筒直径小的一端伸入圆盘孔与主轴的间隙，圆锥形套筒直径大的一端设置有供联接螺钉插入的通孔和螺孔。作为对本专利技术使用压电驱动器的变参数转子的减振实验台的进一步改进：所述主动轴承的轴承壳和被动轴承的轴承壳的中心都设置有自对准滚珠轴承，所述主轴穿过自对准滚珠轴承，自对准滚珠轴承分别与两个高压压电驱动器和两个弹性体弹簧连接。作为对本专利技术使用压电驱动器的变参数转子的减振实验台的进一步改进：所述通电线圈的正极通过电阻箱后与电源的正极联接，电源的负极与电源的负极联接。本专利技术还提供一种使用压电驱动器的变参数转子的减振实验方法，包括以下步骤：1)、调节安全轴承一和安全轴承二在主轴上的对中性，主轴从上到下依次穿过安全轴承二、圆盘四、圆盘三、圆盘二、圆盘一和安全轴承一，每个圆盘底部都布置好两个正交的非接触式位移传感器；打开电机，待转子转动趋于稳定，非接触式位移传感器示数波动平稳后，上位机接受并分析各个非接触式位移传感器得到的信号；记录主轴的转速，各个圆盘径向和轴向的振动位移；2)、将主动轴承的轴承壳和被动轴承的轴承壳套设在主轴上，主轴从下到上依次穿过安全轴承二、圆盘四、被动轴承的轴承壳、圆盘三、圆盘二、主动轴承的轴承壳、圆盘一和安全轴承一；打开电机，调节转速至特定值，调节主动轴承的轴承壳和被动轴承的轴承壳中高压压电驱动器的工作电压，从而对主轴的振动进行调节；待转子转动趋于稳定，非接触式位移传感器示数波动平稳后，记录数据；记录主轴的转速，高压压电驱动器的工作电压，各个圆盘径向和轴向的振动位移；3)、将环形密封装置一、环形密封装置二和环形密封装置三套设在主轴上，主轴从下到上依次穿过安全轴承二、圆盘四、被动轴承的轴承壳、环形密封装置一、圆盘三、环形密封装置二、圆盘二、主动轴承的轴承壳、环形密封装置三、圆盘一和安全轴承一；连接水循环系统，打开阀门、阀门和阀门，让水流经水箱、阀门、过滤器、离心泵、稳流罐、电磁流量计、环形密封装置三，环形密封装置二，环形密封装置一，阀门和阀门，最后回到水箱中进行循环；待转子转动趋于稳定，非接触式位移传感器示数波动平稳后，记录主轴的转速，电磁流量计的示数，各个圆盘径向和轴向的振动位移；4)、以步骤一为基础，将通电线圈安置在主轴顶端，通电线圈的正极与电阻箱联接，电阻箱与电源的正极联接，电源的负极与线圈的负极联接，打开电源，调节电阻箱的阻值，稳定后记录振动数据，接着，将电阻箱与电源的负极联接，电源的正极与线圈的负极联接，以此变换电流的方向，然后改变电阻箱的电阻值，待转子转动趋于稳定，非接触式位移传感器示数波动平稳后，记录主轴的转速，电阻箱的电阻值，电流的方向，各个圆盘径向和轴向的振动位移；5)、改变圆盘的数量和位置，将不同级别和不同位置的不平衡质量插入到圆盘中，重复实行步骤1-4，做对比实验。本专利技术使用压电驱动器的变参数转子的减振实验台及方法的技术优势为：1.本专利技术设置了两个安全轴承，以避免与塑性变形有关的大转子偏移，也能有效防止转子通过临界转速时共振引起结构破坏。2.不同级别和不同位置的不平衡质量可以插入到圆盘中，这样方便进行不同作用力情况下的分析。圆盘和主轴通过一种圆锥形套筒联接，圆盘可以根据振动实验的需求自由调整在主轴上的位置。圆盘可以更换，将圆锥形套筒松开，切片联轴器从主轴卸下后，就可以将轴从另一端抽出，然后更换圆盘，再将主轴插入，通过圆锥形套筒本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.使用压电驱动器的变参数转子的减振实验台，其特征在于：包括实验台主体装置；所述实验台主体装置包括主轴(4)，主轴(4)上套设有至少两个圆盘、主动轴承的轴承壳(11)和被动轴承的轴承壳(12)，每相邻两个圆盘之间设置有一个环形密封装置；所述圆盘上设置有圆孔(61)。

【技术特征摘要】
1.使用压电驱动器的变参数转子的减振实验台，其特征在于：包括实验台主体装置；所述实验台主体装置包括主轴(4)，主轴(4)上套设有至少两个圆盘、主动轴承的轴承壳(11)和被动轴承的轴承壳(12)，每相邻两个圆盘之间设置有一个环形密封装置；所述圆盘上设置有圆孔(61)。2.根据权利要求1所述的使用压电驱动器的变参数转子的减振实验台，其特征在于：所述圆盘包括圆盘一(7)、圆盘二(8)、圆盘三(9)和圆盘四(10)，所述环形密封装置包括环形密封装置一(13)、环形密封装置二(14)和环形密封装置三(15)；所述主轴(4)由下至上依次套设有安全轴承一(5)、圆盘一(7)、环形密封装置三(15)、主动轴承的轴承壳(11)、圆盘二(8)、环形密封装置二(14)、圆盘三(9)、环形密封装置一(13)、被动轴承的轴承壳(12)、圆盘四(10)、安全轴承二(6)、止推轴承(16)和通电线圈(22)；所述环形密封装置一(13)、环形密封装置二(14)和环形密封装置三(15)、主动轴承的轴承壳(11)和被动轴承的轴承壳(12)均固定设置在基座(1)上；所述圆盘一(7)、圆盘二(8)、圆盘三(9)和圆盘四(10)上设置有非接触式位移传感器。所述主轴(4)底部通过切片联轴器(3)与电机(2)连接。3.根据权利要求2所述的使用压电驱动器的变参数转子的减振实验台，其特征在于：还包括循环管路系统；所述环形密封装置一(13)、环形密封装置二(14)和环形密封装置三(15)均设置有相互连通的环形密封(32)、进水口(33)和出水口(34)，所述主轴(4)穿过环形密封(32)；所述水循环系统包括水箱(35)、阀门(36)、过滤器(37)、离心泵(38)、稳流罐(39)、电磁流量计(40)、阀门(41)和阀门(42)；所述水箱(35)的出口、阀门(36)、过滤器(37)、离心泵(38)、稳流罐(39)和电磁流量计(40)依次连接后与环形密封装置的进水口(33)连接，依次经过所有环形密封装置后，出水口(34)依次经过阀门(41)和阀门(42)后与水箱(35)的进口连接。4.根据权利要求3所述的使用压电驱动器的变参数转子的减振实验台，其特征在于：所述圆盘一(7)、圆盘二(8)、圆盘三(9)和圆盘四(10)分别通过圆锥形套筒(21)套设在主轴(4)上；所述圆盘一(7)、圆盘二(8)、圆盘三(9)和圆盘四(10)的中心设置有圆盘孔，主轴(4)穿过圆盘孔，主轴(4)的直径小于圆盘孔的直径；所述圆锥形套筒(21)轴心位置设置有的间隙(22)，主轴(4)穿过间隙(22)；所述圆锥形套筒(21)直径小的一端伸入圆盘孔与主轴(4)的间隙，圆锥形套筒(21)直径大的一端设置有供联接螺钉插入的通孔(25)和螺孔(26)。5.根据权利要求4所述的使用压电驱动器的变参数转子的减振实验台，其特征在于：所述主动轴承的轴承壳(11)和被动轴承的轴承壳(12)的中心都设置有自对准滚珠轴承(27)，所述主轴(4)穿过自对准滚珠轴承(27)，自对准滚珠轴承(27)分别与两个高压压电驱动器(30)和两个弹性体弹簧(28)连接。6.根据权利要求5所述的使用压电驱动器的变参数转子的减振实验台，其特征在于：所述通电线圈...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱祖超，谢奕兆，翟璐璐，陈海雨，崔宝玲，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33