一種高速轉子動特性試驗臺校準用標準轉子的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種高速轉子動特性試驗臺校準用標準轉子，其轉軸的支撐采用鼠籠支撐結構，即在轉軸的上部和下部分別通過一個鎖緊螺母連接一個鼠籠，每個鼠籠內側與轉軸接觸處設有油潤滑的滾動軸承；轉軸的底端連接凸緣聯(lián)軸器，通過凸緣聯(lián)軸器使得轉軸與試驗臺連接；凸緣聯(lián)軸器與轉軸采用柱面錐面相結合并以中心螺栓緊固的方式連接，即在凸緣聯(lián)軸器內部、凸緣聯(lián)軸器與轉軸的底端面的通過中心螺栓固定；在轉軸的軸身及頂端設置了多個平面的配重孔，以便進行高速狀態(tài)下的多面配重平衡；在同一個平面上開設的若干個配重孔成對稱分布。本發(fā)明所述的標準轉子起到考核試驗臺對中精度和連接狀態(tài)的作用，提高試驗臺可靠性，驗證試驗系統(tǒng)準確性。
【專利說明】一種高速轉子動特性試驗臺校準用標準轉子
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及火箭發(fā)動機高速轉子動特性研究領域，具體涉及一種高速轉子動特性試驗臺校準用標準轉子。
【背景技術】
[0002]渦輪泵轉子是液體火箭發(fā)動機的主要構件，隨著航天工業(yè)迅速發(fā)展，發(fā)動機的性能不斷提高，渦輪泵轉子的工作轉速不斷提高，通常為超過一階、甚至二階臨界轉速。高速轉子的動力學特性明顯，對不平衡量引起的振動非常敏感。資料表明，發(fā)動機主要激振力之一就是渦輪泵轉子的不平衡力。因此，進行轉子的高速動特性試驗研究，是保證轉子平衡精度是確保液體火箭發(fā)動機制造質量的重要環(huán)節(jié)。
[0003]目前，通過對高速轉子進行動特性研究，并對其進行高速動平衡已成為國內外液體火箭發(fā)動機渦輪泵轉子常規(guī)的工藝過程，可以確保高速轉子的工作穩(wěn)定性，降低轉子的振動量級。
[0004]由火箭發(fā)動機渦輪泵轉子系統(tǒng)工作轉速很高，其試驗系統(tǒng)需要在高速狀態(tài)下保證良好的裝配和測試精度要求，因此需利用標準轉子對試驗系統(tǒng)進行測試。由于標準轉子的設計需要考慮試驗臺的結構形式、支撐及對接方式，國內鮮有對該類型標準轉子的設計制造報道。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種高速轉子動特性試驗臺校準用標準轉子，其能夠在火箭發(fā)動機渦輪泵高速轉子動特性試驗系統(tǒng)的維修校核時，起到考核試驗臺對中精度和連接狀態(tài)的作用，提高試驗臺可靠性，驗證試驗系統(tǒng)準確性。
[0006]實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術方案一種高速轉子動特性試驗臺校準用標準轉子，該標準轉子包括光軸結構形式的轉軸，轉軸的支撐采用鼠籠支撐結構，即在轉軸的上部和下部分別通過一個鎖緊螺母連接一個鼠籠，每個鼠籠內側與轉軸接觸處設有油潤滑的滾動軸承；轉軸的底端連接凸緣聯(lián)軸器，通過凸緣聯(lián)軸器使得轉軸與試驗臺連接；凸緣聯(lián)軸器與轉軸采用柱面錐面相結合并以中心螺栓緊固的方式連接，即在凸緣聯(lián)軸器內部、凸緣聯(lián)軸器與轉軸的底端面的通過中心螺栓固定；在轉軸的軸身及頂端設置了多個平面的配重孔，以便進行高速狀態(tài)下的多面配重平衡；在同一個平面上開設的若干個配重孔成對稱分布。
[0007]如上所述的一種高速轉子動特性試驗臺校準用標準轉子，其所述的鎖緊螺母與鼠籠接觸處設有調整墊，利用鎖緊螺母對調整墊的壓緊來固定滾動軸承的內圈。
[0008]如上所述的一種高速轉子動特性試驗臺校準用標準轉子，其所述的鼠籠內帶有金屬橡膠阻尼器。
[0009]如上所述的一種高速轉子動特性試驗臺校準用標準轉子，其在凸緣聯(lián)軸器外部通過抒緊螺栓實現(xiàn)與試驗臺傳動軸的連接。
[0010]如上所述的一種高速轉子動特性試驗臺校準用標準轉子，其所述的鼠籠外側通過螺栓緊固在試驗臺擺架上。
[0011]如上所述的一種高速轉子動特性試驗臺校準用標準轉子，其所述的標準轉子的轉速可達60000r/min，轉速60000r/min時穩(wěn)定運行在二階臨界轉速與三階臨界轉速之間。
[0012]本發(fā)明的效果在于:
[0013]本發(fā)明所述的高速轉子動特性試驗臺校準用標準轉子，能夠在火箭發(fā)動機渦輪泵高速轉子動特性試驗系統(tǒng)的維修校核時，起到考核試驗臺對中精度和連接狀態(tài)的作用，提高試驗臺可靠性，驗證試驗系統(tǒng)準確性，同時，也可以在高速狀態(tài)下對標準轉子進行數(shù)據(jù)采集，進一步考核試驗臺的測試性能，以及確保試驗臺維修后的準確性校準及定期考核校驗等工作的順利進行。
[0014]在火箭發(fā)動機渦輪泵高速轉子動特性試驗系統(tǒng)的調試過程中，高速轉子動特性試驗系統(tǒng)校準用標準轉子可以在60000r/min下穩(wěn)定工作，能夠有效的驗證試驗臺兩擺架與齒輪箱輸出軸的對中精度，準確的反應出試驗轉子和試驗臺法蘭的連接對準狀態(tài)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明所述的一種高速轉子動特性試驗臺校準用標準轉子結構示意圖。
[0016]圖中:1.轉軸，2.鎖緊螺母，3.調整墊，4.螺栓，5.凸緣聯(lián)軸器，6.擰緊螺栓，7.墊圈；8.鼠籠；9.滾動軸承；10.金屬橡膠阻尼器；11.中心螺栓；12.配重孔。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明所述的一種高速轉子動特性試驗臺校準用標準轉子作進一步描述。
[0018]如圖1所示，本發(fā)明所述的一種高速轉子動特性試驗臺校準用標準轉子包括轉軸
1、鎖緊螺母2、調整墊3、螺栓4、凸緣聯(lián)軸器5、擰緊螺栓6、墊圈7、鼠籠8、滾動軸承9、金屬橡膠阻尼器10、中心螺栓11等部件。
[0019]該標準轉子包括光軸結構形式的轉軸1，轉軸I的支撐采用鼠籠支撐結構，即轉軸I的上部和下部分別通過一個鎖緊螺母2連接一個鼠籠8 ;所述的鼠籠8內側與轉軸I接觸處設有油潤滑的滾動軸承9 ;鼠籠8外側通過螺栓4緊固在試驗臺擺架上。所述的鎖緊螺母2與鼠籠8接觸處設有調整墊3，利用鎖緊螺母2對調整墊3的壓緊來固定滾動軸承9的內圈。所述的鼠籠8內帶有金屬橡膠阻尼器10。
[0020]轉軸I的底端連接凸緣聯(lián)軸器5，通過凸緣聯(lián)軸器5使得轉軸I與試驗臺(高速轉子動特性試驗臺)連接。
[0021]凸緣聯(lián)軸器5與轉軸I采用柱面錐面相結合并以中心螺栓11緊固的方式連接，即在凸緣聯(lián)軸器5內部、凸緣聯(lián)軸器5與轉軸I的底端面的通過中心螺栓11固定，實現(xiàn)了對標準轉子裝配后同心度的高精度控制，實測表明在保證加工精度的前提下，應用該結構無需過盈配合即可實現(xiàn)連接件的高精度對中。在凸緣聯(lián)軸器5外部通過擰緊螺栓6實現(xiàn)與試驗臺傳動軸的連接。
[0022]在轉軸I的軸身及頂端設置了多個平面的配重孔12，以便進行高速狀態(tài)下的多面配重平衡。在同一個平面上開設的若干配重孔12成對稱分布。
[0023]上述高速轉子動特性試驗臺校準用標準轉子，結構簡單，利于加工裝配維護及后續(xù)數(shù)據(jù)比對分析等。該轉子可在60000r/min轉速下安全運轉,強度符合設計準則,安全裕度1.5?2 ;轉子工作在轉子第二階與第三階臨界轉速之間，額定工作狀態(tài)臨界轉速避開率在15?20%以上。該轉子可多次重復使用。
【權利要求】
1.一種高速轉子動特性試驗臺校準用標準轉子，其特征在于:該標準轉子包括光軸結構形式的轉軸(1)，轉軸(I)的支撐采用鼠籠支撐結構，即在轉軸(I)的上部和下部分別通過一個鎖緊螺母⑵連接一個鼠籠(8)，每個鼠籠⑶內側與轉軸⑴接觸處設有油潤滑的滾動軸承(9)； 轉軸(I)的底端連接凸緣聯(lián)軸器(5)，通過凸緣聯(lián)軸器(5)使得轉軸(I)與試驗臺連接；凸緣聯(lián)軸器(5)與轉軸(I)采用柱面錐面相結合并以中心螺栓(11)緊固的方式連接，即在凸緣聯(lián)軸器(5)內部、凸緣聯(lián)軸器(5)與轉軸(I)的底端面的通過中心螺栓(11)固定; 在轉軸(I)的軸身及頂端設置了多個平面的配重孔(12)，以便進行高速狀態(tài)下的多面配重平衡；在同一個平面上開設的若干個配重孔(12)成對稱分布。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種高速轉子動特性試驗臺校準用標準轉子，其特征在于:所述的鎖緊螺母(2)與鼠籠(8)接觸處設有調整墊(3)，利用鎖緊螺母(2)對調整墊(3)的壓緊來固定滾動軸承(9)的內圈。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種高速轉子動特性試驗臺校準用標準轉子，其特征在于:所述的鼠籠(8)內帶有金屬橡膠阻尼器(10)。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種高速轉子動特性試驗臺校準用標準轉子，其特征在于:在凸緣聯(lián)軸器(5)外部通過擰緊螺栓(6)實現(xiàn)與試驗臺傳動軸的連接。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種高速轉子動特性試驗臺校準用標準轉子，其特征在于:所述的鼠籠(8)外側通過螺栓(4)緊固在試驗臺擺架上。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種高速轉子動特性試驗臺校準用標準轉子，其特征在于:所述的標準轉子的轉速可達60000r/min，轉速60000r/min時穩(wěn)定運行在二階臨界轉速與三階臨界轉速之間。
【文檔編號】G01M1/16GK103994856SQ201410234951
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年5月29日 優(yōu)先權日:2014年5月29日
【發(fā)明者】竇唯, 尹健昭, 毛樂園, 譚晉云, 閆宇龍, 楊永久 申請人:北京航天動力研究所