一种转子积油试验平台及方法技术

本发明专利技术公开了一种转子积油试验平台及方法，其中转子积油试验平台包括：一个统一的轴，用于带动整个装置旋转；一个悬挂的油箱，用于放置油滴；一个轴承座，使旋转更稳定；四个稳固件，用于稳固装置。一个装置板，用于连接部件，本发明专利技术还提供了一种基于所述转子积油试验平台的方法，精确地监测控制试验进程，使转子积油试验平台具有理论与试验结合，携带便捷、操作简单以及测试结果精准的优点。作简单以及测试结果精准的优点。作简单以及测试结果精准的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种转子积油试验平台及方法


[0001]本专利技术涉及振动测试与高速相机测试领域，具体涉及一种转子积油试验平台，还涉及一种转子积油试验方法。

技术介绍

[0002]高转速轻结构是近年来高速旋转机械的发展趋势，它在提高转子性能的同时也可能引起航空发动机运动不稳定甚至出现失稳现象。因此航空发动机系统的动力稳定性是近代转子动力学一个重要的研究内容。
[0003]充满粘性不可压缩流体如积油的航空发动机的不稳定性是旋转机械中常见的问题，它导致扰动的幅度呈指数增长。由于流体和固体转子之间的相互作用，形成流固耦合现象，充满流体的转子在一定的转速范围内会发生失稳。考虑摩擦力和陀螺力的耦合作用，发现了不稳定区域。本专利技术采用分岔方法，理论分析流体导致航空发动机失稳机理，同时搭建试验器验证稳定性区域，进而研究航空发动机动力学参数对稳定性的影响，揭示航空发动机失稳机理。
[0004]旋转机械的使用已经有很长时间。近几十年来，由于工业部门,特别是航空和电力部门的推动和需要，转子动力学的研究成为振动领域的一个重要分支。随着转子的设计朝着大型化、高速化、重载及柔性发展，带来了许多严重的失稳现象，成为困扰工程师们的一大难题。因此，转子系统运行稳定性的研究成了转子动力学的一大任务。引起转子运行失稳的因素很多，主要有油膜力、材料与结构内阻、充液转子及碰摩等，失稳的根本原因是转子扰动时受到一个切向力作用。当其足够大时，可以克服外阻尼的作用而导致转轴的增幅涡动，从而带来严重的后果。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的：在于克服现有技术中的不足，提供一种转子积油试验平台及方法，可以精确地监测控制试验进程。
[0006]为实现以上功能，本专利技术设计一种转子积油试验平台，用于分析转子积油的稳定性，包括：钢架、装置板、油箱、轴承、轴承座、转子、稳固件；
[0007]钢架由尺寸相同的矩形上底板、下底板，以及四个尺寸相同的立柱组成，四个立柱的两端分别与上底板、下底板的四角固定连接，上底板、下底板相互平行且相对；
[0008]稳固件用于在钢架的上底板、下底板之间安装装置板，稳固件的数量与钢架的立柱数量相同，且各稳固件尺寸、形状相同，稳固件上一端开孔，开孔形状与钢架的立柱截面相对应，用于套接固定安装在钢架的立柱上，稳固件上另一端具有螺孔，用于固定安装装置板，各稳固件分别安装在钢架的立柱上时位于同一水平面；
[0009]装置板为尺寸与钢架的上底板、下底板相同的矩形板，装置板中心位置具有预设数量的螺孔，用于固定安装轴承座，装置板四角开孔，各开孔形状与钢架的立柱截面相对应，钢架的各立柱分别穿过装置板四角开孔，使装置板套接固定在钢架的上底板、下底板之
间；装置板上具有螺孔，各螺孔的位置分别与各稳固件上的各螺孔对应，使装置板通过螺丝固定在钢架之间的各稳固件上；
[0010]轴承座用于连接轴承，其底座为四角具有螺孔的矩形结构，轴承座底座的螺孔与装置板的螺孔相对应，通过螺丝将轴承座与装置板固定连接；轴承与轴承座相连接，并通过转子与油箱相连接，当转子被电机驱动时，油箱在转子的带动下实现旋转。
[0011]本专利技术还设计基于所述的一种转子积油试验平台，执行如下步骤S1
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步骤S5，通过构建转子积油故障模型，完成转子积油稳定性分析：
[0012]步骤S1：构建转子模型，根据转子的动力学参数，基于NS方程，建立流固耦合模型，理论建立转子积油故障模型；
[0013]步骤S2：保持油箱静止，向油箱中倒入一定量的水；
[0014]步骤S3：电机驱动转子旋转，使其转速从0增加至预设的稳定状态，记录稳定状态时的转子转速，关闭电机；
[0015]步骤S4：基于稳定状态时的转子转速，以及转子积油故障模型，分析转子稳定性；
[0016]步骤S5：重复步骤S2
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步骤S4，若两次对转子稳定性的分析结果相同，则向油箱中倒入一定量的油液，执行步骤S3
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步骤S4，完成转子积油稳定性的分析，否则重复步骤S2
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步骤S4，直至获得与步骤S4相同的转子稳定性的分析结果。
[0017]有益效果：相对于现有技术，本专利技术的优点包括：
[0018]本专利技术设计了一种转子积油试验平台及方法，精确地监测控制试验进程，使转子积油试验平台具有理论与试验结合，携带便捷、操作简单以及测试结果精准的优点。
附图说明
[0019]图1(a)是根据本专利技术实施例提供的转子积油试验平台的示意图；
[0020]图1(b)是根据本专利技术实施例提供的转子积油试验平台中的轴承座示意图；
[0021]图1(c)是根据本专利技术实施例提供的转子积油试验平台中的轴承示意图；
[0022]图1(a)
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(c)中：1、钢架；2、装置板；3、油箱；4、轴承；5、轴承座；6、稳固件；
[0023]图2是根据本专利技术实施例提供的转子积油试验方法的示意图。
具体实施方式
[0024]下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0025]参照图1(a)
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(c)，本专利技术实施例提供的一种转子积油试验平台，用于分析转子积油的稳定性，包括：钢架、装置板、油箱、轴承、轴承座、转子、稳固件；
[0026]钢架由尺寸相同的矩形上底板、下底板，以及四个尺寸相同的立柱组成，四个立柱的两端分别与上底板、下底板的四角固定连接，上底板、下底板相互平行且相对；
[0027]稳固件用于在钢架的上底板、下底板之间安装装置板，稳固件的数量与钢架的立柱数量相同，且各稳固件尺寸、形状相同，稳固件上一端开孔，开孔形状与钢架的立柱截面相对应，用于套接固定安装在钢架的立柱上，稳固件上另一端具有螺孔，用于固定安装装置板，各稳固件分别安装在钢架的立柱上时位于同一水平面；
[0028]装置板为尺寸与钢架的上底板、下底板相同的矩形板，装置板中心位置具有预设
数量的螺孔，用于固定安装轴承座，装置板四角开孔，各开孔形状与钢架的立柱截面相对应，钢架的各立柱分别穿过装置板四角开孔，使装置板套接固定在钢架的上底板、下底板之间；装置板上具有螺孔，各螺孔的位置分别与各稳固件上的各螺孔对应，使装置板通过螺丝固定在钢架之间的各稳固件上；
[0029]参照图1(b)，轴承座用于连接轴承，其底座为四角具有螺孔的矩形结构，轴承座底座的螺孔与装置板的螺孔相对应，通过螺丝将轴承座与装置板固定连接；参照图1(c)，轴承与轴承座相连接，并通过转子与油箱相连接，当转子被电机驱动时，油箱在转子的带动下实现旋转。
[0030]参照图2，本专利技术实施例还提供一种转子积油试验方法，基于所述的一种转子积油试验平台，执行如下步骤S1
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步骤S5，通过构建转子积油故障模型，完成转子积油稳定性分析：
[0031]步骤S1：构建转子模型，根据转子的动力学参数，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种转子积油试验平台，用于分析转子积油的稳定性，其特征在于，包括：钢架、装置板、油箱、轴承、轴承座、转子、稳固件；钢架由尺寸相同的矩形上底板、下底板，以及四个尺寸相同的立柱组成，四个立柱的两端分别与上底板、下底板的四角固定连接，上底板、下底板相互平行且相对；稳固件用于在钢架的上底板、下底板之间安装装置板，稳固件的数量与钢架的立柱数量相同，且各稳固件尺寸、形状相同，稳固件上一端开孔，开孔形状与钢架的立柱截面相对应，用于套接固定安装在钢架的立柱上，稳固件上另一端具有螺孔，用于固定安装装置板，各稳固件分别安装在钢架的立柱上时位于同一水平面；装置板为尺寸与钢架的上底板、下底板相同的矩形板，装置板中心位置具有预设数量的螺孔，用于固定安装轴承座，装置板四角开孔，各开孔形状与钢架的立柱截面相对应，钢架的各立柱分别穿过装置板四角开孔，使装置板套接固定在钢架的上底板、下底板之间；装置板上具有螺孔，各螺孔的位置分别与各稳固件上的各螺孔对应，使装置板通过螺丝固定在钢架之间的各稳固件上；轴承座用于连接轴承，其底座为四角具有螺孔的矩形结构，轴承座底座的螺孔与装置板的螺孔相对应，通过螺丝将轴承座与装置板固定连接；轴承与轴承座相连接，并通过转子与油箱相连接，当转子被电机驱动时，油箱在转子的带动下实现旋转。2.一种转子积油试验方法，其特征在于，基于如权利要求1所述的一种转子积油试验平台，执行如下步骤S1
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步骤S5，通过构建转子积油故障模型，完成转子积油稳定性分析：步骤S1：构建转子模型，根据转子的动力学参数，基于NS方程，建立流固耦合模型，理论建立转子积油故障模型；步骤S2：保持油箱静止，向油箱中倒入一定量的水；步骤S3：电机驱动转子旋转，使其转速从0增加至预设的稳定状态，记录稳定状态时的转子转速，关闭电机；步骤S4：基于稳定状态时的转子转速，以及转子积油故障模型，分析转子稳定性；步骤S5：重复步骤S2
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步骤S4，若两次对转子稳定性的分析结果相同，则向油箱中倒入一定量的油液，执行步骤S3
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步骤S4，完成转子积油稳定性的分析，否则重复步骤S2
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步骤S4，直至获得与步骤S4相同的转子稳定性的分析结果。3.根据权利要求2所述的一种转子积油试验方法，其特征在于，所述预设的稳定状态为油箱的振幅小于预设阈值。4.根据权利要求2或3所述的一种转子积油试验方法，其特征在于，步骤S1中理论建立转子积油故障模型的方法如下：步骤S11：构建转子模型如下式：步骤S11：构建转子模型如下式：式中，r和φ分别为转子的半径和转角，u和υ分别为t时刻转子在半径r和转角φ方向上的转速，p为压强，ρ为液体密度，ε1、ε2为摄动参数，Ω为转子角速度，λ＝α+iω，α为稳定性参数，ω为回旋频率；
对于不可压缩流体，连续性方程如下式：对于非粘性流体，边界条件如下：式中，a表示转子内壁，R为自由液面函数，其表达式为R＝b+η1(φ1,t)<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海飞，赵航，王恺，李明阳，白天宇，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：