用于葉輪超速試驗(yàn)的磁懸浮超速試驗(yàn)臺的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種用于葉輪超速試驗(yàn)的磁懸浮超速試驗(yàn)臺，其包括支架及安裝于支架上的主機(jī)、電控柜及真空泵，主機(jī)包括電機(jī)殼、安裝于電機(jī)殼中的電機(jī)轉(zhuǎn)子及電子定子，電機(jī)轉(zhuǎn)子的上末端延伸超出電機(jī)殼的上端面之上，在電機(jī)轉(zhuǎn)子上安裝有上、下徑向磁軸承，上、下推力磁軸承以及推力盤，在電機(jī)轉(zhuǎn)子的上末端連接有一將葉輪固定于其上端的安全接頭和拉桿螺釘，電機(jī)殼上位于葉輪周圍的位置安裝有防護(hù)罩，防護(hù)罩上安裝防護(hù)罩蓋，電機(jī)殼上表面、防護(hù)罩和防護(hù)罩蓋共同形成將葉輪包裹在內(nèi)的密閉容器，在防護(hù)罩內(nèi)壁上安裝緩沖塊，在防護(hù)罩蓋上形成有抽真空接頭，在抽真空接頭上安裝抽真空管，抽真空管的另一端連接于真空泵上。
【專利說明】用于葉輪超速試驗(yàn)的磁懸浮超速試驗(yàn)臺
【技術(shù)領(lǐng)域】
:
[0001]本實(shí)用新型涉及一種葉輪超速試驗(yàn)測試裝置，特別涉及一種用于葉輪超速試驗(yàn)的磁懸浮超速試驗(yàn)臺。
【背景技術(shù)】
:
[0002]傳統(tǒng)的離心式風(fēng)機(jī)大多是做本機(jī)超速，即利用原有的風(fēng)機(jī)主機(jī)，通過略微提高轉(zhuǎn)速來達(dá)到超速試驗(yàn)所需的轉(zhuǎn)速。但這種試驗(yàn)方法需要風(fēng)機(jī)整體結(jié)構(gòu)留有較高的安全余量(至少30% )，實(shí)際工作時(shí)性能浪費(fèi)也較大；同時(shí)試驗(yàn)中一旦出現(xiàn)葉輪破碎等事故就會造成風(fēng)機(jī)整體報(bào)廢，試驗(yàn)人員的安全也難以得到保障。因此一些企業(yè)將風(fēng)機(jī)改裝為專用的超速試驗(yàn)臺來進(jìn)行超速試驗(yàn)。目前國內(nèi)的超速試驗(yàn)臺典型的技術(shù)方案為:
[0003]1.使用普通的異步交流電機(jī)作為動力；
[0004]2.使用同步帶傳動或多級齒輪傳動；
[0005]3.使用滑動軸承；
[0006]4.使用油膜阻尼器來抑制轉(zhuǎn)子振動。
[0007]雖然現(xiàn)有的超速試驗(yàn)臺也能夠進(jìn)行高速葉輪的超速試驗(yàn)，但其具有以下幾個(gè)缺占-
^ \\\.
[0008]1.采用異步交流電機(jī)作為動力。因?yàn)槠滢D(zhuǎn)子與定子磁場存在轉(zhuǎn)速差，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定且難以控制，所以必須使用額外的轉(zhuǎn)速傳感器和控制器來穩(wěn)定葉輪轉(zhuǎn)速，系統(tǒng)復(fù)雜、體積大、價(jià)格昂貴。
[0009]2.電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速低，因此需要多級增速齒輪、甚至多個(gè)齒輪箱串聯(lián)才能達(dá)到預(yù)定轉(zhuǎn)速。隨著級數(shù)的增多，齒輪傳動的效率降低、噪音和發(fā)熱量均增大、故障率顯著提高，甚至容易出現(xiàn)自鎖等重大事故。而采用同步帶傳動雖然可以獲得較大的單級傳動比，但其負(fù)載和壽命遠(yuǎn)低于齒輪傳動。因此該類超速試驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格昂貴、效率和可靠性比較低。
[0010]3.異步交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍窄，而不同葉輪的超速轉(zhuǎn)速相差很大，因此該類超速試驗(yàn)臺想要兼容更多葉輪就只有兩種選擇:采用復(fù)雜的變速齒輪箱，或根據(jù)不同葉輪更換不同的齒輪箱。前一選擇方便操作但提高了價(jià)格；后一選擇則增加了試驗(yàn)工作量。
[0011]4.因?yàn)椴捎没瑒虞S承和油膜阻尼器以及高速齒輪箱潤滑的需要，必須配備專門的潤滑系統(tǒng)，不僅增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，也無法避免跑冒滴漏等故障?；瑒虞S承在不同的轉(zhuǎn)速范圍需要不同粘度的潤滑油，現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中無法方便地更換；同時(shí)轉(zhuǎn)速越高，滑動軸承和齒輪箱的發(fā)熱量也越高，需要設(shè)置滑油冷卻器來冷卻潤滑油，所以導(dǎo)致系統(tǒng)復(fù)雜且體積大。
[0012]5.葉輪安裝在高速齒輪軸上，由于高速齒輪直徑小，因此高速軸的質(zhì)量也比較小。當(dāng)轉(zhuǎn)子質(zhì)量下降時(shí)，要保證相同的動平衡性能就需要更小的質(zhì)量偏移量；但是超速試驗(yàn)臺需要頻繁更換試驗(yàn)葉輪，葉輪的一致性難以保證，因而多數(shù)時(shí)候是在動平衡性能較差的情況下工作。較輕的轉(zhuǎn)子就意味著更大的振動，即使使用技術(shù)難度很高的油膜阻尼器也很難保證轉(zhuǎn)子穩(wěn)定。
[0013]因此，確有必要對現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)以解決現(xiàn)有技術(shù)之不足。實(shí)用新型內(nèi)容:
[0014]為了克服上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡單可靠、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍廣及控制精確穩(wěn)定的用于葉輪超速試驗(yàn)的磁懸浮超速試驗(yàn)臺。
[0015]本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:一種用于葉輪超速試驗(yàn)的磁懸浮超速試驗(yàn)臺，其包括支架及安裝于支架上的主機(jī)、電控柜及真空泵，所述主機(jī)包括電機(jī)殼、安裝于電機(jī)殼中的電機(jī)轉(zhuǎn)子及電子定子，所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的上末端延伸超出電機(jī)殼的上端面之上，在所述電機(jī)轉(zhuǎn)子上位于電機(jī)定子上下方的位置上分別安裝有上徑向磁軸承、下徑向磁軸承，在電機(jī)轉(zhuǎn)子上位于下徑向磁軸承下方的位置安裝有上推力磁軸承、下推力磁軸承以及位于上推力磁軸承和下推力磁軸承之間的推力盤，所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的上末端固定連接有將葉輪固定于電機(jī)轉(zhuǎn)子上末端的安全接頭及拉桿螺釘，所述電機(jī)殼上位于葉輪周圍的位置安裝有一圓筒形的防護(hù)罩，所述防護(hù)罩上端設(shè)有防護(hù)罩蓋，所述電機(jī)殼上表面、防護(hù)罩及防護(hù)罩蓋共同形成一將葉輪包裹在內(nèi)的圓筒形密閉容器，在所述防護(hù)罩內(nèi)壁上安裝有緩沖塊，在所述防護(hù)罩蓋上形成有貫穿防護(hù)罩蓋上下表面的抽真空接頭，在所述抽真空接頭上安裝有抽真空管，所述抽真空管的另一端連接于真空泵上。
[0016]進(jìn)一步地，所述防護(hù)罩的外圓直徑與電機(jī)殼的上表面的外邊緣的直徑相同，所述防護(hù)罩蓋的外圓直徑等于防護(hù)罩的外圓直徑。
[0017]進(jìn)一步地，所述緩沖塊包括安裝于防護(hù)罩內(nèi)壁上的且圍繞著葉輪的圓周等間距排列的若干個(gè)。
[0018]進(jìn)一步地，所述安全接頭包括外圓直徑較小的上圓柱體部及外圓直徑較大的下圓柱體部，在所述安全接頭上形成有貫穿安全接頭上下表面的通孔，在所述上圓柱體部上與下圓柱體部相連接的部位凹陷形成有環(huán)形切口，所述環(huán)形切口與通孔不相連通。
[0019]進(jìn)一步地，在所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的上末端凹陷形成有用于收容固定下圓柱體部的凹槽。
[0020]進(jìn)一步地，所述拉桿螺釘?shù)南履┒俗匀~輪的上表面依次穿設(shè)于葉輪的中心軸孔及通孔后與電機(jī)轉(zhuǎn)子旋緊于一起。
[0021]進(jìn)一步地，在所述拉桿螺釘上與環(huán)形切口相橫向?qū)R的位置形成有螺釘切口。
[0022]進(jìn)一步地，所述緩沖塊為鉛塊。
[0023]本實(shí)用新型具有如下有益效果:
[0024]1.采用無接觸的磁軸承，結(jié)構(gòu)簡單、干凈，對最高轉(zhuǎn)速無限制。
[0025]采用無接觸的磁軸承時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)子處于懸浮狀態(tài)旋轉(zhuǎn)與周圍零件沒有機(jī)械接觸，也就沒有摩擦、磨損和發(fā)熱，因此電機(jī)轉(zhuǎn)子的最高轉(zhuǎn)速僅取決于自身的固有頻率和空氣阻力，同時(shí)磁軸承無需潤滑，除了線圈和磁芯之外也沒有其他熱源，所以只需要利用電機(jī)冷卻風(fēng)冷卻即可，不需要復(fù)雜的潤滑系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)。
[0026]3.電機(jī)轉(zhuǎn)子與葉輪連接結(jié)構(gòu)簡單，動平衡性能好。
[0027]電機(jī)轉(zhuǎn)子與葉輪連接無需通過齒輪箱增速，因此結(jié)構(gòu)簡單，避免了增速齒輪的故障，也無需額外的潤滑和冷卻，同時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)子的質(zhì)量通常遠(yuǎn)大于葉輪的質(zhì)量，慣性增大后對偏移質(zhì)量的抵抗能力也提高了，對葉輪動平衡精度的要求也隨之降低。
[0028]4.電機(jī)轉(zhuǎn)子質(zhì)量大、直徑大、剛性好，對沖擊載荷的承受能力也更高，葉輪出現(xiàn)局部破壞、甚至完全破碎時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)子也不容易損壞。
[0029]5.電機(jī)轉(zhuǎn)子與葉輪采用安全連接裝置連接，當(dāng)葉輪受到嚴(yán)重沖擊時(shí)該裝置先發(fā)生斷裂，以保證電機(jī)轉(zhuǎn)子和磁軸承不受損壞。
[0030]6.采用鋼制防護(hù)罩并內(nèi)置緩沖塊，不僅保護(hù)操作人員的免受碎片危害，也防止碎片反彈破壞葉輪和電機(jī)轉(zhuǎn)子。
[0031]7.防護(hù)罩內(nèi)抽真空以減少葉輪對空氣的攪動，從而降低電機(jī)功耗、葉輪發(fā)熱、以及上、下推力磁軸承載荷。
[0032]8.除了主機(jī)、電控柜和真空泵外，不需要額外的輔助設(shè)備，因而成本低、體積小、操作簡便，與現(xiàn)有超速試驗(yàn)臺相比，用于葉輪超速試驗(yàn)的磁懸浮超速試驗(yàn)臺省去了增速齒輪箱、潤滑系統(tǒng)、滑油冷卻系統(tǒng)、轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)，因此成本和體積都大大縮小，并且操作量、維護(hù)工作量和故障率都大大減少。
【專利附圖】
【附圖說明】
:
[0033]圖1為本實(shí)用新型用于葉輪超速試驗(yàn)的磁懸浮超速試驗(yàn)臺的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖2為本實(shí)用新型用于葉輪超速試驗(yàn)的磁懸浮超速試驗(yàn)臺中主機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖3為本實(shí)用新型用于葉輪超速試驗(yàn)的磁懸浮超速試驗(yàn)臺中主機(jī)的局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]其中:
[0037]1-支架；2-主機(jī)；3-電控柜；4-真空泵；5-電機(jī)殼；6_電機(jī)轉(zhuǎn)子；7_電機(jī)定子；8-第一徑向磁軸承；9_第二徑向磁軸承；10_上推力磁軸承；11_葉輪；12_安全接頭；120-上圓柱體部；121-下圓柱體部；122-通孔；123-環(huán)形切口 ； 13-拉桿螺釘；130-螺釘切口 ； 14-防護(hù)罩；15-緩沖塊；16-防護(hù)罩蓋；160-抽真空接頭；17-抽真空管；18-下推力磁軸承；19_推力盤。
【具體實(shí)施方式】
:
[0038]請參照圖1至圖3所示，本實(shí)用新型用于葉輪超速試驗(yàn)的磁懸浮超速試驗(yàn)臺包括支架I及安裝于支架I上的主機(jī)2、電控柜3及真空泵4。主機(jī)2包括電機(jī)殼5、安裝于電機(jī)殼5中的電機(jī)轉(zhuǎn)子6及電子定子7，其中電機(jī)轉(zhuǎn)子6的上末端延伸超出電機(jī)殼5的上端面之上，在電機(jī)轉(zhuǎn)子6上位于電機(jī)定子7上下方的位置上分別安裝有上徑向磁軸承8及下徑向磁軸承9，在電機(jī)轉(zhuǎn)子7上位于下徑向磁軸承9下方的位置安裝有上推力磁軸承10、下推力磁軸承18以及位于上推力磁軸承10和下推力磁軸承18之間的盤狀推力盤19，電機(jī)轉(zhuǎn)子6的上末端固定連接有將葉輪11固定于電機(jī)轉(zhuǎn)子6上末端的安全接頭12及拉桿螺釘13，電機(jī)殼5上位于葉輪11周圍的位置安裝有一圓筒形的防護(hù)罩14，防護(hù)罩14上端有防護(hù)罩蓋16,電機(jī)殼5上表面、防護(hù)罩14及防護(hù)罩蓋16共同形成一將葉輪11包裹在內(nèi)的圓筒形密閉容器，在防護(hù)罩14內(nèi)壁上安裝有緩沖塊15，在防護(hù)罩蓋16上形成有貫穿防護(hù)罩蓋16上下表面的抽真空接頭160，在抽真空接頭160上安裝有抽真空管17，抽真空管17的另一端連接于真空泵4上。
[0039]其中防護(hù)罩14的外圓直徑與電機(jī)殼5的上表面的外邊緣的直徑相同,且防護(hù)罩14的高度高于葉輪11的高度，防護(hù)罩蓋16的外圓直徑等于防護(hù)罩14的外圓直徑。緩沖塊15包括安裝于防護(hù)罩14內(nèi)壁上的且圍繞著葉輪11的圓周等間距排列的若干個(gè)，其中緩沖塊15的上表面位于防護(hù)罩14的上表面的下方，緩沖塊15用鉛塊或其他能夠吸收沖擊力的軟質(zhì)材料制造，能夠吸收葉輪碎片的沖擊并將其包裹起來，避免碎片直接撞擊防護(hù)罩后反彈。
[0040]其中葉輪11通過安全接頭12定位固定于電機(jī)轉(zhuǎn)子6的上末端上。安全接頭12采用強(qiáng)度較低的材料制成。安全接頭12為大致呈“丄”形形狀的圓柱體結(jié)構(gòu)，其包括上端外圓直徑較小的上圓柱體部120及下端外圓直徑較大的下圓柱體部121。同時(shí)，安全接頭12上形成有貫穿安全接頭12上下表面的通孔122，其中在上圓柱體部120上與下圓柱體部121相連接的部位凹陷形成有環(huán)形切口 123，其中環(huán)形切口 123與通孔122不相連通。在電機(jī)轉(zhuǎn)子6的上末端凹陷形成有用于收容固定下圓柱體部121的凹槽(未標(biāo)示)。葉輪11的中心軸孔與安全接頭12的上圓柱體部120相配合，且通過鍵(未圖示)將葉輪11與上圓柱體部120連接于一起。本實(shí)用新型中通過在安全接頭12的上圓柱體部120上與下圓柱體部121相連接的部位凹陷形成有環(huán)形切口 123，此時(shí)當(dāng)葉輪受到較大橫向沖擊力時(shí)，安全接頭12會沿著環(huán)形切口 123斷裂，從而避免損壞電機(jī)轉(zhuǎn)子6。
[0041]拉桿螺釘13的下末端自葉輪11的上表面依次穿設(shè)于葉輪的中心軸孔及通孔122后與電機(jī)轉(zhuǎn)子6旋緊于一起，其中拉桿螺釘13的上末端卡抵于葉輪11的上表面上進(jìn)而將葉輪11軸向壓緊與電機(jī)轉(zhuǎn)子6上。在拉桿螺釘13上與環(huán)形切口 123相橫向?qū)R的位置形成有螺釘切口 130。
[0042]當(dāng)安全接頭12斷裂時(shí)會在螺釘切口 130處產(chǎn)生橫向剪切作用，從而切斷拉桿螺釘13，讓葉輪與電機(jī)轉(zhuǎn)子脫離，避免沖擊力損壞電機(jī)轉(zhuǎn)子。脫離電機(jī)轉(zhuǎn)子6的葉輪11會陷入緩沖塊7中停下，碎片則會被防護(hù)罩包容以免飛出傷人，被切斷的下段螺釘頭可以在取下安全接頭12后用夾具取出。
[0043]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下還可以作出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于葉輪超速試驗(yàn)的磁懸浮超速試驗(yàn)臺，其包括支架(I)及安裝于支架(I)上的主機(jī)(2)、電控柜(3)及真空泵(4)，其特征在于:所述主機(jī)(2)包括電機(jī)殼(5)、安裝于電機(jī)殼(5)中的電機(jī)轉(zhuǎn)子(6)及電子定子(7)，所述電機(jī)轉(zhuǎn)子(6)的上末端延伸超出電機(jī)殼(5)的上端面之上，在所述電機(jī)轉(zhuǎn)子(6)上位于電機(jī)定子(7)上下方的位置上分別安裝有上徑向磁軸承(8)、下徑向磁軸承(9)，在電機(jī)轉(zhuǎn)子(7)上位于下徑向磁軸承(9)下方的位置安裝有上推力磁軸承(10)、下推力磁軸承(18)以及位于上推力磁軸承(10)和下推力磁軸承(18)之間的推力盤(19)，所述電機(jī)轉(zhuǎn)子(6)的上末端固定連接有將葉輪(11)固定于電機(jī)轉(zhuǎn)子(6)上末端的安全接頭(12)及拉桿螺釘(13)，所述電機(jī)殼(5)上位于葉輪(11)周圍的位置安裝有一圓筒形的防護(hù)罩(14)，所述防護(hù)罩(14)上端設(shè)有防護(hù)罩蓋(16)，所述電機(jī)殼(5)上表面、防護(hù)罩(14)及防護(hù)罩蓋(16)共同形成一將葉輪(11)包裹在內(nèi)的圓筒形密閉容器，在所述防護(hù)罩(14)內(nèi)壁上安裝有緩沖塊(15)，在所述防護(hù)罩蓋(16)上形成有貫穿防護(hù)罩蓋(16)上下表面的抽真空接頭(160)，在所述抽真空接頭(160)上安裝有抽真空管(17)，所述抽真空管(17)的另一端連接于真空泵⑷上。
2.如權(quán)利要求1所述的用于葉輪超速試驗(yàn)的磁懸浮超速試驗(yàn)臺，其特征在于:所述防護(hù)罩(14)的外圓直徑與電機(jī)殼(5)的上表面的外邊緣的直徑相同,所述防護(hù)罩蓋(16)的外圓直徑等于防護(hù)罩(14)的外圓直徑。
3.如權(quán)利要求2所述的用于葉輪超速試驗(yàn)的磁懸浮超速試驗(yàn)臺，其特征在于:所述緩沖塊(15)包括安裝于防護(hù)罩(14)內(nèi)壁上的且圍繞著葉輪(11)的圓周等間距排列的若干個(gè)。
4.如權(quán)利要求3所述的用于葉輪超速試驗(yàn)的磁懸浮超速試驗(yàn)臺，其特征在于:所述安全接頭(12)包括外圓直徑較小的上圓柱體部(120)及外圓直徑較大的下圓柱體部(121)，在所述安全接頭(12)上形成有貫穿安全接頭(12)上下表面的通孔(122)，在所述上圓柱體部(120)上與下圓柱體部(121)相連接的部位凹陷形成有環(huán)形切口(123)，所述環(huán)形切口(123)與通孔(122)不相連通。
5.如權(quán)利要求4所述的用于葉輪超速試驗(yàn)的磁懸浮超速試驗(yàn)臺，其特征在于:在所述電機(jī)轉(zhuǎn)子(6)的上末端凹陷形成有用于收容固定下圓柱體部(121)的凹槽。
6.如權(quán)利要求5所述的用于葉輪超速試驗(yàn)的磁懸浮超速試驗(yàn)臺，其特征在于:所述拉桿螺釘(13)的下末端自葉輪(11)的上表面依次穿設(shè)于葉輪的中心軸孔及通孔(122)后與電機(jī)轉(zhuǎn)子(6)旋緊于一起。
7.如權(quán)利要求6所述的用于葉輪超速試驗(yàn)的磁懸浮超速試驗(yàn)臺，其特征在于:在所述拉桿螺釘(13)上與環(huán)形切口(123)相橫向?qū)R的位置形成有螺釘切口(130)。
8.如權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的磁懸浮超速試驗(yàn)臺，其特征在于:所述緩沖塊(15)為鉛塊。
【文檔編號】F04D27/00GK204126937SQ201420564947
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月28日
【發(fā)明者】胡思寧, 丁嵩, 李健, 吳立華, 董繼勇 申請人:南京磁谷科技有限公司