專利名稱：一種測(cè)量旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)子扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測(cè)量旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)子扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的方法和裝置。
(二)技術(shù)背景在旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷領(lǐng)域，隨著大機(jī)組大電網(wǎng)的出現(xiàn)，扭振沖擊作用對(duì)轉(zhuǎn)子軸系的穩(wěn)定性及安全性構(gòu)成的威脅愈為突出，因此，對(duì)軸系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的測(cè)量是旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷的重要環(huán)節(jié)。但截至目前，扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的測(cè)量一直存在困難。
2003年11月，數(shù)字化期刊《國外電子元器件》在《JN338智能數(shù)字式轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器及其應(yīng)用》一文中介紹了一種扭振測(cè)量方法。該方法是把測(cè)扭應(yīng)變計(jì)直接安裝在軸上，測(cè)扭應(yīng)變計(jì)作為敏感元件測(cè)量轉(zhuǎn)軸的剪應(yīng)變。剪應(yīng)變隨時(shí)間的變化就反應(yīng)了軸的扭振。但這種方法存在的不足之處是轉(zhuǎn)軸扭振時(shí)剪應(yīng)變信號(hào)非常微弱，應(yīng)變計(jì)直接感受微弱的扭振信號(hào)，信噪比低，加上橫向振動(dòng)的干擾，扭振信號(hào)提取和分析很困難；另外，必須把應(yīng)變計(jì)粘貼在被測(cè)轉(zhuǎn)軸表面。這在實(shí)際中不易實(shí)現(xiàn)，一是因?yàn)?，機(jī)器轉(zhuǎn)軸包在機(jī)器殼體之內(nèi)，無暴露段，無法粘貼應(yīng)變計(jì)；二是轉(zhuǎn)子常工作在高溫環(huán)境下，應(yīng)變計(jì)難于使用。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)中在使用測(cè)扭應(yīng)變計(jì)時(shí)由于工況條件差不易實(shí)現(xiàn)，以及扭振信號(hào)提取和分析困難的不足，本發(fā)明提出一種測(cè)量旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)子扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的方法和裝置。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是在被測(cè)轉(zhuǎn)子上連接一個(gè)與其同速旋轉(zhuǎn)的測(cè)扭裝置，并通過測(cè)扭裝置上的彈性片，將轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)中所產(chǎn)生的微弱的扭振信號(hào)轉(zhuǎn)化為較大幅度的動(dòng)應(yīng)變信號(hào)，然后進(jìn)行提取分析，從而獲知被測(cè)轉(zhuǎn)子的原始扭轉(zhuǎn)信號(hào)的特征。
本發(fā)明的測(cè)扭裝置主要包括軸、慣性環(huán)、內(nèi)環(huán)、彈性片、應(yīng)變計(jì)、滑環(huán)引電器和支座。
軸固定在支座上，一端與被測(cè)轉(zhuǎn)子剛性連接，另一端與滑環(huán)引電器1連接。慣性環(huán)套裝在內(nèi)環(huán)上，依靠多個(gè)彈性片與內(nèi)環(huán)和軸保持同心。多對(duì)彈性片均勻分布在慣性環(huán)和內(nèi)環(huán)之間，每個(gè)彈性片的兩端分別固定在慣性環(huán)和內(nèi)環(huán)上，相對(duì)應(yīng)的彈性片處于慣性環(huán)同一直徑上。內(nèi)環(huán)套裝在軸上，并與軸緊密配合。本發(fā)明采用電阻應(yīng)變計(jì)，在每個(gè)彈性片兩側(cè)表面對(duì)稱粘貼2個(gè)應(yīng)變計(jì)，并將應(yīng)變計(jì)的引線通過滑環(huán)引電器引出。應(yīng)變計(jì)在彈性片上的位置以接近慣性環(huán)一端為宜。
將位于慣性環(huán)同一直徑上的每對(duì)彈性片上不同側(cè)表面處的2個(gè)應(yīng)變計(jì)組合成1個(gè)應(yīng)變計(jì)對(duì)，接入惠斯通電橋構(gòu)成半橋形式并形成獨(dú)立信號(hào)回路，實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)應(yīng)變計(jì)動(dòng)應(yīng)變信號(hào)的線性疊加，并有效消除離心力和慣性環(huán)偏心產(chǎn)生的附加應(yīng)變的影響。其輸出信號(hào)分別引至動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀、信號(hào)調(diào)理器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。最后輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析。
本發(fā)明將所提出的多個(gè)應(yīng)變計(jì)對(duì)的輸出信號(hào)分別引至動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀形成多路輸出。多個(gè)通道相互獨(dú)立并同步檢測(cè)。因此各路信號(hào)可互為參考，并作為冗余通道，即當(dāng)某個(gè)通道線路發(fā)生損壞時(shí)，其他通道仍能正常使用。
由于本發(fā)明采用的技術(shù)方案，使測(cè)扭裝置與被測(cè)轉(zhuǎn)子分離，不需在被測(cè)轉(zhuǎn)子上安裝附加設(shè)備，不影響轉(zhuǎn)子的固有特性；通過測(cè)扭裝置的彈性片直接提取和分析由微弱的轉(zhuǎn)子扭振信號(hào)轉(zhuǎn)化的較大幅值的動(dòng)應(yīng)變信號(hào)，提高了信噪比。由于慣性環(huán)運(yùn)動(dòng)具有慣性特征，在轉(zhuǎn)子扭振作用下，彈性片將產(chǎn)生與之對(duì)應(yīng)的動(dòng)應(yīng)變，且該動(dòng)應(yīng)變信號(hào)直接反映被測(cè)轉(zhuǎn)子扭振信號(hào)的特征。同時(shí)，本發(fā)明的電阻應(yīng)變計(jì)空間采用對(duì)稱布局，實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的線性疊加，并消除離心載荷和慣性環(huán)偏心對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，提高了測(cè)量精度；多個(gè)電阻應(yīng)變計(jì)對(duì)同步檢測(cè)，構(gòu)成多通道信號(hào)冗余，使該裝置具有高可靠性；電阻應(yīng)變計(jì)工作在常溫下，不需任何隔熱保護(hù)和溫度補(bǔ)償，因此安裝簡(jiǎn)易、操作方便。


附圖1是測(cè)扭裝置主視圖；附圖2是慣性環(huán)和4個(gè)彈性片固定連接示意圖；附圖3是電阻應(yīng)變計(jì)在彈性片上的位置示意圖；附圖4是慣性環(huán)和4個(gè)彈性片所構(gòu)成的振系運(yùn)動(dòng)規(guī)律示意圖；附圖5是轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)重力載荷對(duì)應(yīng)變計(jì)組A2、C2動(dòng)應(yīng)變影響示意圖；附圖6是轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)慣性環(huán)偏心對(duì)應(yīng)變計(jì)組A2、C2動(dòng)應(yīng)變影響示意圖；附圖7是應(yīng)變計(jì)對(duì)所接成的惠斯通電橋電路示意圖；附圖8是轉(zhuǎn)子扭振測(cè)量具體實(shí)施方案示意圖。
其中1.滑環(huán)引電器 2.支座 3.滾動(dòng)軸承 4.緊固螺母 5.慣性環(huán)
6.電阻應(yīng)變計(jì) 7.彈性片 8.內(nèi)環(huán) 9.軸 10.聯(lián)軸器具體實(shí)施例方式實(shí)施例一本實(shí)施例提出了一種測(cè)量旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)子扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的方法及實(shí)施該方法的裝置。
本實(shí)施例所采用的技術(shù)方案是在轉(zhuǎn)子上連接一個(gè)與其同步運(yùn)動(dòng)的測(cè)量裝置，并通過測(cè)量裝置上的彈性片7，將轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)中所產(chǎn)生的微弱的扭振信號(hào)轉(zhuǎn)化為較大幅度的動(dòng)應(yīng)變信號(hào)，然后進(jìn)行提取。其原理為設(shè)轉(zhuǎn)子扭振幅度是＝0cosΩt(0-轉(zhuǎn)子扭振的幅度，Ω-轉(zhuǎn)子扭轉(zhuǎn)的頻率)；慣性環(huán)扭振幅度是 (ω-慣性環(huán)和4個(gè)彈性片所構(gòu)成的振系的自然頻率，且ω=SI,]]>I-慣性環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，S-彈性片的剛度)。測(cè)量裝置的設(shè)計(jì)使得ω遠(yuǎn)小于Ω，因此θ接近于0，即慣性環(huán)只隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，而不發(fā)生扭振。因此，彈性片的彎曲變形等效為內(nèi)端受周期性力作用下的輸出響應(yīng)，其粘貼應(yīng)變計(jì)處的動(dòng)應(yīng)變是ε＝Kv0cosΩt，(Kv-比例放大系數(shù))。動(dòng)應(yīng)變?chǔ)诺姆凳寝D(zhuǎn)子扭轉(zhuǎn)幅度的比例放大，頻率與轉(zhuǎn)子扭轉(zhuǎn)頻率Ω一致。因此，對(duì)彈性片上粘貼電阻應(yīng)變計(jì)處的動(dòng)應(yīng)變信號(hào)進(jìn)行提取和分析，就可獲知轉(zhuǎn)子原始扭振信號(hào)的特征。
本實(shí)施例的測(cè)扭裝置主要包括軸9、慣性環(huán)5、內(nèi)環(huán)8、4個(gè)彈性片7、8個(gè)電阻應(yīng)變計(jì)6、滾動(dòng)軸承3、滑環(huán)引電器1和支座2。
實(shí)施中，將軸9通過2個(gè)滾動(dòng)軸承3固定在支座2上；軸9的一端通過聯(lián)軸器10與被測(cè)轉(zhuǎn)子剛性連接，另一端通過彈簧與滑環(huán)引電器1柔性連接。內(nèi)環(huán)8的內(nèi)圓呈錐形，外圓表面有用以固定彈性片7的耳片，慣性環(huán)內(nèi)圓表面亦有固定彈性片7的耳片，4個(gè)彈性片7均勻分布在慣性環(huán)5和內(nèi)環(huán)8之間，每個(gè)彈性片的兩端分別固定在慣性環(huán)5和內(nèi)環(huán)8的耳片上，相對(duì)應(yīng)的彈性片處于慣性環(huán)5同一直徑上；將內(nèi)環(huán)8套裝在軸9上，與軸9采用錐度緊密配合，緊固螺母4將內(nèi)環(huán)9軸向固定。裝配時(shí)應(yīng)使彈性片7、內(nèi)環(huán)8與軸9保持同心。
在連接信號(hào)線時(shí)，將本實(shí)施例的8個(gè)電阻應(yīng)變計(jì)在4個(gè)彈性片上軸對(duì)稱粘貼(圖3)，其位置以接近慣性環(huán)一端為宜。將位于慣性環(huán)5同一直徑上的每對(duì)彈性片7上不同側(cè)表面處的2個(gè)應(yīng)變計(jì)組合成1個(gè)應(yīng)變計(jì)對(duì)，即A1、C1；A2、C2；B1、D1；B2、D2相互組合，共4個(gè)應(yīng)變計(jì)對(duì)，分別接入惠斯通電橋構(gòu)成半橋形式并形成獨(dú)立信號(hào)回路，實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)應(yīng)變計(jì)動(dòng)應(yīng)變信號(hào)的線性疊加，并有效消除離心力和慣性環(huán)偏心產(chǎn)生的附加應(yīng)變的影響。并將電阻應(yīng)變計(jì)6的引線通過滑環(huán)引電器1引出，分別引至動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀、信號(hào)調(diào)理器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，最后輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析。
本實(shí)施例將A1、C1；A2、C2；B1、D1；B2、D2組合成的4個(gè)應(yīng)變計(jì)對(duì)分別接入惠斯通電橋形成獨(dú)立回路，其輸出信號(hào)分別引至動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀形成4路輸出，4個(gè)通道相互獨(dú)立并同步檢測(cè)。因此各路信號(hào)可互為參考，并作為冗余通道，即當(dāng)某個(gè)通道線路發(fā)生損壞時(shí)，其他通道仍能正常使用。
具體分析如下以A2、C2電阻應(yīng)變計(jì)6為例，設(shè)A2、C2動(dòng)應(yīng)變?yōu)棣?、ε2，彈性片7重力載荷對(duì)其影響分別是Δεg1、Δεg2，慣性環(huán)5偏心對(duì)其影響分別是Δεe1、Δεe2。
圖5中，將重力載荷Fg沿半徑方向和切線方向分解為互相垂直的兩個(gè)分量Fgr、Fgv。
則Fgr＝Fgcosα，F(xiàn)gv＝Fgsinα。由受力分析可知，徑向分量Fgr對(duì)A2沿徑向壓縮產(chǎn)生壓應(yīng)變，對(duì)C2沿徑向拉伸產(chǎn)生拉應(yīng)變；切向分量Fgv對(duì)A2產(chǎn)生拉應(yīng)變，對(duì)C2產(chǎn)生壓應(yīng)變。由于兩個(gè)電阻應(yīng)變計(jì)空間結(jié)構(gòu)對(duì)稱，其重力載荷Fg對(duì)A2、C2動(dòng)應(yīng)變影響Δεg1、Δεg2大小相等，符號(hào)相反，即Δεg1+Δεg2＝0。
圖6中，設(shè)慣性環(huán)5存在偏心且偏心距為e，則其偏心離心力為Fe＝meΩ2，將Fe沿兩彈性片方向分解為互相垂直的分量Feλ、Fer，其值分別為Feλ＝Fecosβ，F(xiàn)er＝Fesinβ。由受力分析可知，F(xiàn)eλ對(duì)A2沿徑向壓縮產(chǎn)生壓應(yīng)變，對(duì)C2沿徑向拉伸產(chǎn)生拉應(yīng)變；Fer對(duì)A2產(chǎn)生拉應(yīng)變，對(duì)C2產(chǎn)生壓應(yīng)變。因此Fe對(duì)A2、C2動(dòng)應(yīng)變的影響Δεe1、Δεe2也是大小相等，符號(hào)相反，即Δεe1+Δεe2＝0。
A2、C2組成1個(gè)應(yīng)變計(jì)對(duì)，接入惠斯通電橋，其輸出電壓為ΔU=U04K(ϵ1+Δϵg1+Δϵg2+Δϵe1+Δϵe2+ϵ2)=U04K(ϵ1+ϵ2)]]>(K-應(yīng)變計(jì)靈敏度系數(shù))即ΔU電壓輸出是A2和C2動(dòng)應(yīng)變信號(hào)的線性疊加，離心載荷和慣性環(huán)偏心對(duì)動(dòng)應(yīng)變的影響相互抵消。對(duì)其它各組應(yīng)變計(jì)的分析可得出同樣結(jié)論。
實(shí)施例二本實(shí)施例提出了一種測(cè)量旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)子扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的方法及實(shí)施該方法的裝置。
本實(shí)施例所采用的技術(shù)方案是在轉(zhuǎn)子上連接一個(gè)與其同步運(yùn)動(dòng)的測(cè)量裝置，并通過測(cè)量裝置上的彈性片7，將轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)中所產(chǎn)生的微弱的扭振信號(hào)轉(zhuǎn)化為較大幅度的動(dòng)應(yīng)變信號(hào)，然后進(jìn)行提取。其原理為設(shè)轉(zhuǎn)子扭振幅度是＝0cosΩt(0-轉(zhuǎn)子扭振的幅度，Ω-轉(zhuǎn)子扭轉(zhuǎn)的頻率)；慣性環(huán)扭振幅度是 (ω-慣性環(huán)和4個(gè)彈性片所構(gòu)成的振系的自然頻率，且ω=SI,]]>I-慣性環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，S-彈性片的剛度)。測(cè)量裝置的設(shè)計(jì)使得ω遠(yuǎn)小于Ω，因此θ接近于0，即慣性環(huán)只隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，而不發(fā)生扭振。因此，彈性片的彎曲變形等效為內(nèi)端受周期性力作用下的輸出響應(yīng)，其粘貼應(yīng)變計(jì)處的動(dòng)應(yīng)變是ε＝Kv0cosΩt，(Kv-比例放大系數(shù))。動(dòng)應(yīng)變?chǔ)诺姆凳寝D(zhuǎn)子扭轉(zhuǎn)幅度的比例放大，頻率與轉(zhuǎn)子扭轉(zhuǎn)頻率Ω一致。因此，對(duì)彈性片上粘貼電阻應(yīng)變計(jì)處的動(dòng)應(yīng)變信號(hào)進(jìn)行提取和分析，就可獲知轉(zhuǎn)子原始扭振信號(hào)的特征。
本實(shí)施例的測(cè)扭裝置主要包括軸9、慣性環(huán)5、內(nèi)環(huán)8、8個(gè)彈性片7、16個(gè)電阻應(yīng)變計(jì)6、滾動(dòng)軸承3、滑環(huán)引電器1和支座2。
實(shí)施中，將軸9通過2個(gè)滾動(dòng)軸承3固定在支座2上；軸9的一端通過聯(lián)軸器10與被測(cè)轉(zhuǎn)子剛性連接，另一端通過彈簧與滑環(huán)引電器1柔性連接。內(nèi)環(huán)8的內(nèi)圓呈錐形，外圓表面有用以固定彈性片7的耳片，慣性環(huán)5內(nèi)圓表面亦有固定彈性片7的耳片，4個(gè)彈性片7均勻分布在慣性環(huán)5和內(nèi)環(huán)8之間，每個(gè)彈性片的兩端分別固定在慣性環(huán)5和內(nèi)環(huán)8的耳片上，相對(duì)應(yīng)的彈性片處于慣性環(huán)5同一直徑上；將內(nèi)環(huán)8套裝在軸9上，與軸9采用錐度緊密配合，緊固螺母4將內(nèi)環(huán)9軸向固定。裝配時(shí)應(yīng)使彈性片7、內(nèi)環(huán)8與軸9保持同心。
在連接信號(hào)線時(shí)，將本實(shí)施例的16個(gè)電阻應(yīng)變計(jì)在8個(gè)彈性片上軸對(duì)稱粘貼(圖3)，其位置以接近慣性環(huán)5一端為宜。將位于慣性環(huán)5同一直徑上的每對(duì)彈性片7上不同側(cè)表面處的2個(gè)應(yīng)變計(jì)組合成1個(gè)應(yīng)變計(jì)對(duì)，即A1、C1；A2、C2；B1、D1；B2、D2；E1、F1；E2、F2；H1、J1；H2、J2相互組合，共8個(gè)應(yīng)變計(jì)對(duì)，分別接入惠斯通電橋構(gòu)成半橋形式并形成獨(dú)立信號(hào)回路，實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)應(yīng)變計(jì)動(dòng)應(yīng)變信號(hào)的線性疊加，并有效消除離心力和慣性環(huán)偏心產(chǎn)生的附加應(yīng)變的影響。并將電阻應(yīng)變計(jì)6的引線通過滑環(huán)引電器1引出，分別引至動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀、信號(hào)調(diào)理器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，最后輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析。
本實(shí)施例將A1、C1；A2、C2；B1、D1；B2、D2；E1、F1；E2、F2；H1、J1；H2、J2組合成的8個(gè)應(yīng)變計(jì)對(duì)的輸出信號(hào)分別引至動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀形成8路輸出，8個(gè)通道相互獨(dú)立并同步檢測(cè)。因此各路信號(hào)可互為參考，并作為冗余通道，即當(dāng)某個(gè)通道線路發(fā)生損壞時(shí)，其他通道仍能正常使用。
具體分析如下以A2、C2電阻應(yīng)變計(jì)為例，設(shè)A2、C2動(dòng)應(yīng)變?yōu)棣?、ε2，彈性片7重力載荷對(duì)其影響分別是Δεg1、Δεg2，慣性環(huán)5偏心對(duì)其影響分別是Δεe1、Δεe2。
圖5中，將重力載荷Fg沿半徑方向和切線方向分解為互相垂直的兩個(gè)分量Fgr、Fgv。
則Fgr＝Fgcosα，F(xiàn)gv＝Fgsinα。由受力分析可知，徑向分量Fgr對(duì)A2沿徑向壓縮產(chǎn)生壓應(yīng)變，對(duì)C2沿徑向拉伸產(chǎn)生拉應(yīng)變；切向分量Fgv對(duì)A2產(chǎn)生拉應(yīng)變，對(duì)C2產(chǎn)生壓應(yīng)變。由于兩個(gè)電阻應(yīng)變計(jì)6空間結(jié)構(gòu)對(duì)稱，其重力載荷Fg對(duì)A2、C2動(dòng)應(yīng)變影響Δεg1、Δεg2大小相等，符號(hào)相反，即Δεg1+Δεg2＝0。
圖6中，設(shè)慣性環(huán)5存在偏心且偏心距為e，則其偏心離心力為Fe＝meΩ2，將Fe沿兩彈性片方向分解為互相垂直的分量Feλ、Fer，其值分別為Feλ＝Fecosβ，F(xiàn)er＝Fesinβ。由受力分析可知，F(xiàn)eλ對(duì)A2沿徑向壓縮產(chǎn)生壓應(yīng)變，對(duì)C2沿徑向拉伸產(chǎn)生拉應(yīng)變；Fer對(duì)A2產(chǎn)生拉應(yīng)變，對(duì)C2產(chǎn)生壓應(yīng)變。因此Fe對(duì)A2、C2動(dòng)應(yīng)變的影響Δεe1、Δεe2也是大小相等，符號(hào)相反，即Δεe1+Δεe2＝0。
A2、C2組成1個(gè)應(yīng)變計(jì)對(duì)，接入惠斯通電橋，其輸出電壓為ΔU=U04K(ϵ1+Δϵg1+Δϵg2+Δϵe1+Δϵe2+ϵ2)=U04K(ϵ1+ϵ2)]]>(K-應(yīng)變計(jì)靈敏度系數(shù))即ΔU電壓輸出是A2和C2動(dòng)應(yīng)變信號(hào)的線性疊加，離心載荷和慣性環(huán)偏心對(duì)動(dòng)應(yīng)變的影響相互抵消。對(duì)其它各組應(yīng)變計(jì)的分析可得出同樣結(jié)論。
權(quán)利要求
1.一種測(cè)量旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)子扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的方法，其特征在于在被測(cè)轉(zhuǎn)子上連接一個(gè)與其同速旋轉(zhuǎn)的測(cè)扭裝置，并通過測(cè)扭裝置上的彈性片(7)，將轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)中所產(chǎn)生的扭振信號(hào)轉(zhuǎn)化為動(dòng)應(yīng)變信號(hào)，然后進(jìn)行提取分析，從而獲得被測(cè)轉(zhuǎn)子的原始扭轉(zhuǎn)信號(hào)。
2.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述測(cè)量旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)子扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的方法的裝置，主要包括軸(9)、應(yīng)變計(jì)(6)、滑環(huán)引電器(1)，其特征在于該裝置還包括了慣性環(huán)(5)、內(nèi)環(huán)(8)、彈性片(7)和支座(2)，并且應(yīng)變計(jì)(6)為電阻應(yīng)變計(jì)。
3.如權(quán)利要求2所述測(cè)量旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)子扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的裝置，其特征在于a.軸(9)固定在支座(2)上，一端與被測(cè)轉(zhuǎn)子剛性連接，另一端與滑環(huán)引電器(1)連接；b.慣性環(huán)(5)套裝在內(nèi)環(huán)(8)上，通過多對(duì)彈性片(7)與內(nèi)環(huán)(8)和軸(9)保持同心；c.多對(duì)彈性片(7)均勻分布在慣性環(huán)(5)和內(nèi)環(huán)(8)之間，每個(gè)彈性片(7)的兩端分別固定在慣性環(huán)(5)和內(nèi)環(huán)(8)上，每對(duì)相對(duì)應(yīng)的彈性片(7)處于慣性環(huán)(5)同一直徑上；每個(gè)彈性片(7)兩側(cè)表面對(duì)稱粘貼2個(gè)應(yīng)變計(jì)(6)。d.內(nèi)環(huán)(8)套裝在軸(9)上，并與軸(9)緊密配合。
4.如權(quán)利要求3所述測(cè)量旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)子扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的裝置，應(yīng)變計(jì)(6)接入惠斯通電橋，其特征在于將位于慣性環(huán)(5)同一直徑上的每對(duì)彈性片(7)上不同側(cè)表面處的2個(gè)應(yīng)變計(jì)(6)組合成1個(gè)應(yīng)變計(jì)對(duì)接入惠斯通電橋。
全文摘要
本發(fā)明是一種測(cè)量旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)子扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的方法和裝置。為克服現(xiàn)有技術(shù)中在使用測(cè)扭應(yīng)變計(jì)時(shí)難于提取和分析扭振信號(hào)的不足，本發(fā)明無需在被測(cè)轉(zhuǎn)子上安裝附加設(shè)備，在被測(cè)轉(zhuǎn)子上連接一個(gè)與其同速旋轉(zhuǎn)的測(cè)扭裝置，并通過測(cè)扭裝置上的彈性片(7)，將轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)中所產(chǎn)生的微弱的扭振信號(hào)轉(zhuǎn)化為較大幅度的動(dòng)應(yīng)變信號(hào)，提高了信噪比，通過提取分析，獲得被測(cè)轉(zhuǎn)子的原始扭轉(zhuǎn)信號(hào)。位于慣性環(huán)(5)同一直徑上的每對(duì)彈性片(7)上不同側(cè)表面處的2個(gè)應(yīng)變計(jì)組合成1個(gè)應(yīng)變計(jì)對(duì)，接入惠斯通電橋構(gòu)成半橋形式并形成獨(dú)立信號(hào)回路，實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)應(yīng)變計(jì)動(dòng)應(yīng)變信號(hào)的線性疊加，消除離心力和慣性環(huán)偏心產(chǎn)生的附加應(yīng)變的影響，并具有可靠性高、安裝簡(jiǎn)易、操作方便的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01M7/02GK1696630SQ20041007349
公開日2005年11月16日 申請(qǐng)日期2004年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月27日
發(fā)明者廖明夫, 段曙光 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)