本發(fā)明涉及一種可伸縮式的轉(zhuǎn)子對(duì)中度調(diào)節(jié)裝置，主要應(yīng)用于液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)高速渦輪泵轉(zhuǎn)子高速動(dòng)平衡時(shí)轉(zhuǎn)子與電機(jī)輸出軸的對(duì)中度調(diào)節(jié)。

背景技術(shù)：

工程實(shí)際中，旋轉(zhuǎn)機(jī)械的不對(duì)中故障十分普遍，占到轉(zhuǎn)子系統(tǒng)故障的60％以上。轉(zhuǎn)子不對(duì)中將導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生軸向、徑向交變力，進(jìn)而引起軸向、徑向振動(dòng)。不對(duì)中狀態(tài)下的轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)會(huì)引起振動(dòng)過(guò)大、軸承磨損、軸的撓曲變形、轉(zhuǎn)子與定子之間碰磨等再生故障，對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行構(gòu)成威脅，嚴(yán)重時(shí)將造成災(zāi)難性事故。

對(duì)于液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的高速渦輪泵轉(zhuǎn)子系統(tǒng)高速動(dòng)平衡試驗(yàn)而言，盡管從設(shè)計(jì)、加工到裝配試驗(yàn)各個(gè)環(huán)節(jié)都進(jìn)行嚴(yán)格的同心度控制，但在實(shí)際裝配試驗(yàn)調(diào)試過(guò)程中，不對(duì)中現(xiàn)象仍會(huì)不同程度的存在，并成為引起渦輪泵轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動(dòng)故障的關(guān)鍵因素。

目前國(guó)內(nèi)外氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪泵的工作轉(zhuǎn)速普遍較高，一般在20000r/min以上，常采用工作在一、二階甚至二、三階臨界轉(zhuǎn)速之間的柔性轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)。轉(zhuǎn)子在高轉(zhuǎn)速下對(duì)不對(duì)中異常敏感，尤其在過(guò)臨界時(shí)，任何微小的不對(duì)中都會(huì)產(chǎn)生明顯的異常頻率，不但干擾了試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集，更容易造成電機(jī)輸出軸和聯(lián)軸器的斷裂，具有極大的危險(xiǎn)性。

目前，常用的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)對(duì)中調(diào)節(jié)方式大體有激光對(duì)中儀法和機(jī)械式打表法兩種。激光對(duì)中儀精度較高，但設(shè)備昂貴，操作復(fù)雜，并且無(wú)法在調(diào)節(jié)過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)調(diào)整數(shù)值。而傳統(tǒng)的機(jī)械式打表對(duì)中裝置不具備可伸縮性，功能單一，定位精度較差，只能達(dá)到0.05mm左右。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題為：克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種可伸縮式的轉(zhuǎn)子對(duì)中度調(diào)節(jié)裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，自身重量輕，撓曲變形小，定位精度高，安裝簡(jiǎn)便，同時(shí)具有可伸縮性，可適用于不同結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子的對(duì)中度調(diào)節(jié)。

本發(fā)明解決的技術(shù)方案為：一種可伸縮式的轉(zhuǎn)子對(duì)中度調(diào)節(jié)裝置，包括：法蘭支架(1)、徑向調(diào)節(jié)螺桿(2)、軸向調(diào)節(jié)螺桿(3)和杠桿百分表(4)；

法蘭支架(1)包括法蘭和筒形軸，法蘭在筒形軸的一端，且法蘭與筒形軸一體成型；法蘭支架(1)的筒形軸與外部電機(jī)的輸出軸通過(guò)法蘭固定連接；

筒形軸的另一端設(shè)置有第一凸臺(tái)，第一凸臺(tái)上有螺紋通孔、螺紋通孔的中心軸線(xiàn)與筒形軸的中心軸線(xiàn)垂直；

徑向調(diào)節(jié)螺桿(2)包括外螺紋螺柱和第二凸臺(tái)，外螺紋螺柱的一端為第二凸臺(tái)，第二凸臺(tái)上設(shè)置有螺紋通孔，第二凸臺(tái)的螺紋通孔的中心軸垂直于徑向調(diào)節(jié)螺桿(2)的外螺紋螺柱的中心軸；徑向調(diào)節(jié)螺桿(2)的外螺紋螺柱的另一端與法蘭支架(1)的第一凸臺(tái)上的螺紋通孔螺紋連接，并通過(guò)螺母緊固；

軸向調(diào)節(jié)螺桿(3)包括主調(diào)節(jié)螺桿、夾持部和連接桿，連接桿上帶有外螺紋，連接桿的直徑小于主調(diào)節(jié)螺桿的直徑，主調(diào)節(jié)螺桿的一端伸出方形夾持部，主調(diào)節(jié)螺桿的另一端與連接桿的一端相連，且主調(diào)節(jié)螺桿與連接桿同中心軸；主調(diào)節(jié)螺桿的方形夾持部穿過(guò)徑向調(diào)節(jié)螺桿(2)的第二凸臺(tái)上的螺紋通孔，主調(diào)節(jié)螺桿與第二凸臺(tái)上的螺紋通孔螺紋連接；

杠桿百分表(4)設(shè)置有內(nèi)螺紋連接桿，軸向調(diào)節(jié)螺桿(3)的連接桿的另一端與杠桿百分表(4)的內(nèi)螺紋連接桿螺紋連接，軸向調(diào)節(jié)螺桿(3)的連接桿的中心軸與杠桿百分表(4)的內(nèi)螺紋連接桿的中心軸垂直。

所述外部電機(jī)上設(shè)置有法蘭，法蘭支架(1)的法蘭與外部電機(jī)上的法蘭通過(guò)6個(gè)M4螺釘固定。

所述第一凸臺(tái)上的螺紋通孔的螺紋與徑向調(diào)節(jié)螺桿(2)的外螺紋螺柱的螺紋均為M8螺紋.

所述軸向調(diào)節(jié)螺桿(3)的主調(diào)節(jié)螺桿上的螺紋與徑向調(diào)節(jié)螺桿(2)的第二凸臺(tái)上的螺紋通孔的螺紋均為M8螺紋。

所述軸向調(diào)節(jié)螺桿(3)的連接桿帶有的外螺紋為M5螺紋。

法蘭支架材料為鈦合金，法蘭支架為空心薄壁結(jié)構(gòu)。

法蘭支架上的法蘭上設(shè)置有定位凹槽，外部電機(jī)的輸出軸上設(shè)置有法蘭，且外部電機(jī)的輸出軸的法蘭上設(shè)置有與定位凹槽匹配的定位凸臺(tái)，使法蘭支架的筒形軸與外部電機(jī)輸出軸同軸定位，提高了定位精度。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：

(1)本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便。各個(gè)部件間直接通過(guò)螺紋固定，安裝調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單，提高對(duì)中調(diào)節(jié)效率。

(2)本發(fā)明自身重量輕，法蘭支架采用薄壁中空結(jié)構(gòu)，測(cè)量采用杠桿百分表，結(jié)構(gòu)整體重量輕，撓曲變形小，能夠有效減小測(cè)量偏差。

(3)本發(fā)明定位精度高，法蘭支架一端與電機(jī)輸出軸端有軸向和徑向定位，確保了法蘭支架的旋轉(zhuǎn)中心與齒輪箱輸出軸保持一致，提高對(duì)中調(diào)節(jié)精度。

(4)本發(fā)明可調(diào)節(jié)范圍廣，該裝置目前的軸向伸縮范圍為80mm，徑向伸縮范圍為50mm，可以滿(mǎn)足大多數(shù)轉(zhuǎn)子的對(duì)中度調(diào)節(jié)。

(5)本發(fā)明調(diào)節(jié)對(duì)中精度高，由于本裝置采用百分表測(cè)量處對(duì)中偏差值，因此在調(diào)節(jié)對(duì)中度時(shí)，可以將百分表置于需要調(diào)節(jié)的方位，并根據(jù)百分表讀數(shù)準(zhǔn)確調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子或電機(jī)輸出軸的位置。這種調(diào)節(jié)方法調(diào)節(jié)精度高，最高可達(dá)到0.01mm。

(6)本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)多用途測(cè)量，本裝置不但可以測(cè)量不同尺寸轉(zhuǎn)子的對(duì)中度，還可以測(cè)量轉(zhuǎn)子自身的端面和外圓跳動(dòng)。

附圖說(shuō)明

圖1發(fā)明提供的一種可伸縮式的轉(zhuǎn)子對(duì)中度調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)及應(yīng)用裝配圖；

圖2本發(fā)明裝置與現(xiàn)有裝置垂直同軸度測(cè)試結(jié)果對(duì)比；

圖3本發(fā)明裝置與現(xiàn)有裝置水平同軸度測(cè)試結(jié)果對(duì)比。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的基本思路為：一種可伸縮式的轉(zhuǎn)子對(duì)中度調(diào)節(jié)裝置，包括：法蘭支架(1)、徑向調(diào)節(jié)螺桿(2)、軸向調(diào)節(jié)螺桿(3)和杠桿百分表(4)；法蘭支架(1)與外部電機(jī)輸出軸通過(guò)法蘭的螺紋連接，徑向調(diào)節(jié)螺桿(2)通過(guò)外螺紋旋入法蘭支架(1)的凸臺(tái)的螺紋通孔中，軸向調(diào)節(jié)螺桿(3)過(guò)外螺紋旋入徑向調(diào)節(jié)螺桿(2)的凸臺(tái)的螺紋通孔中，杠桿百分表(4)固定在軸向調(diào)節(jié)螺桿(3)右端。調(diào)節(jié)徑向調(diào)節(jié)螺桿(2)的旋入深度來(lái)調(diào)整杠桿百分表(4)測(cè)量端的徑向位置，軸向調(diào)節(jié)螺桿(3)的旋入深度來(lái)調(diào)整杠桿百分表(4)測(cè)量端的軸向位置，通過(guò)上述調(diào)節(jié)方式來(lái)調(diào)整測(cè)量端的位置，進(jìn)而調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子的對(duì)中度。同時(shí)本發(fā)明還可用于實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子自身端面和外圓跳動(dòng)等測(cè)量功能。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述。

如圖1所示，本發(fā)明的一種可伸縮式的轉(zhuǎn)子對(duì)中度調(diào)節(jié)裝置，包括：法蘭支架(1)、徑向調(diào)節(jié)螺桿(2)、軸向調(diào)節(jié)螺桿(3)和杠桿百分表(4)。

法蘭支架(1)包括法蘭和筒形軸，法蘭在筒形軸的一端，且法蘭與筒形軸一體成型；法蘭支架(1)的法蘭與外部電機(jī)上的法蘭通過(guò)6個(gè)M4螺釘固定。法蘭支架材料為鈦合金，法蘭支架為空心薄壁結(jié)構(gòu)，測(cè)量采用杠桿百分表，減小了結(jié)構(gòu)整體重量，降低了撓曲變形度，有效地抑制了測(cè)量偏差。

法蘭支架上的法蘭上設(shè)置有定位凹槽，外部電機(jī)的輸出軸上設(shè)置有法蘭，且外部電機(jī)的輸出軸的法蘭上設(shè)置有與定位凹槽匹配的定位凸臺(tái)，使法蘭支架的筒形軸與外部電機(jī)輸出軸同軸定位，確保了法蘭支架的旋轉(zhuǎn)中心與齒輪箱輸出軸保持一致，提高了對(duì)中調(diào)節(jié)精度。

筒形軸的另一端設(shè)置有第一凸臺(tái)，第一凸臺(tái)上有螺紋通孔，螺紋通孔的中心軸線(xiàn)與筒形軸的中心軸線(xiàn)垂直，保證了裝置的同軸度要求。

徑向調(diào)節(jié)螺桿(2)包括外螺紋螺柱和第二凸臺(tái)，外螺紋螺柱的一端為第二凸臺(tái)，第二凸臺(tái)上設(shè)置有螺紋通孔，第二凸臺(tái)的螺紋通孔的中心軸垂直于徑向調(diào)節(jié)螺桿(2)的外螺紋螺柱的中心軸；徑向調(diào)節(jié)螺桿(2)的外螺紋螺柱的另一端與法蘭支架(1)的第一凸臺(tái)上的螺紋通孔螺紋連接，并通過(guò)螺母緊固。

軸向調(diào)節(jié)螺桿(3)包括主調(diào)節(jié)螺桿、夾持部和連接桿，連接桿上帶有外螺紋，連接桿的直徑小于主調(diào)節(jié)螺桿的直徑，主調(diào)節(jié)螺桿的一端伸出方形夾持部，主調(diào)節(jié)螺桿的另一端與連接桿的一端相連，且主調(diào)節(jié)螺桿與連接桿同中心軸；主調(diào)節(jié)螺桿的方形夾持部穿過(guò)徑向調(diào)節(jié)螺桿(2)的第二凸臺(tái)上的螺紋通孔，主調(diào)節(jié)螺桿與第二凸臺(tái)上的螺紋通孔螺紋連接。

杠桿百分表(4)設(shè)置有內(nèi)螺紋連接桿，軸向調(diào)節(jié)螺桿(3)的連接桿的另一端與杠桿百分表(4)的內(nèi)螺紋連接桿螺紋連接，軸向調(diào)節(jié)螺桿(3)的連接桿的中心軸與杠桿百分表(4)的內(nèi)螺紋連接桿的中心軸垂直。

通過(guò)這樣的安裝方式簡(jiǎn)化了試驗(yàn)步驟，提高了工作效率。

軸向調(diào)節(jié)螺桿(3)的連接桿為M5的螺紋，此為與杠桿百分表(4)的內(nèi)螺紋相匹配；為減輕裝置重量便于調(diào)節(jié)，加持部位設(shè)計(jì)成5X5的正方形；中間的調(diào)節(jié)螺桿部位，設(shè)計(jì)成M8的螺紋，由于整個(gè)裝置安裝好之后相當(dāng)于為一個(gè)懸臂梁結(jié)構(gòu)，如果螺桿過(guò)重，裝置本身就會(huì)在測(cè)試過(guò)程中產(chǎn)生較大的變形，所以應(yīng)使裝置重量盡量的小，又因?yàn)檎{(diào)節(jié)螺桿部位較長(zhǎng)，選擇M8螺紋，解決直徑過(guò)小則不滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)剛度要求的問(wèn)題，所以綜合考慮，這樣既提高了裝置的精度要求，又保證了剛度要求。

本發(fā)明的裝置目前的軸向伸縮范圍為0～80mm，徑向伸縮范圍為0～50mm。軸向伸縮范圍是根據(jù)轉(zhuǎn)子端與外部電機(jī)輸出軸的距離而確定的，80mm的軸向伸縮范圍可以應(yīng)對(duì)絕大部分情況；徑向伸縮范圍考慮到試驗(yàn)件的對(duì)接軸的徑向尺寸，所以50mm的徑向伸縮范圍滿(mǎn)足試驗(yàn)。軸向伸縮范圍為80mm，徑向伸縮范圍為50mm這樣的伸縮范圍設(shè)計(jì)節(jié)省了試驗(yàn)成本同時(shí)也滿(mǎn)足試驗(yàn)要求。

徑向調(diào)節(jié)螺桿(2)、軸向調(diào)節(jié)螺桿(3)的外螺紋采用0.5mm的螺距，這樣在調(diào)節(jié)過(guò)程中，可以將步進(jìn)距離良好控制，提高了對(duì)中調(diào)節(jié)的精度與穩(wěn)定性。

本裝置的測(cè)量范圍大，適應(yīng)性強(qiáng)，不但可以測(cè)量不同尺寸轉(zhuǎn)子的對(duì)中度，還可以測(cè)量轉(zhuǎn)子自身的端面和外圓跳動(dòng)等參數(shù)。

本裝置的工作原理：

當(dāng)旋轉(zhuǎn)外部電機(jī)輸出軸，即可測(cè)量出轉(zhuǎn)子端相對(duì)于電機(jī)輸出軸的垂直和水平方向同心度偏差數(shù)值，通過(guò)反復(fù)調(diào)節(jié)電機(jī)端或轉(zhuǎn)子端的位置，即可使轉(zhuǎn)子與電機(jī)輸出軸保持對(duì)中。通過(guò)改變對(duì)中調(diào)節(jié)裝置的軸向與徑向螺桿的伸縮量，以及杠桿百分表的固定位置，可以實(shí)現(xiàn)測(cè)試不同尺寸轉(zhuǎn)子與電機(jī)輸出軸的對(duì)中度、轉(zhuǎn)子自身端面與外圓跳動(dòng)等測(cè)量功能。

本發(fā)明的一種可伸縮式的轉(zhuǎn)子對(duì)中度調(diào)節(jié)裝置用來(lái)測(cè)量的被測(cè)件包括帶有軸心且截面為正圓形的旋轉(zhuǎn)件(即轉(zhuǎn)子端)，測(cè)量時(shí)，杠桿百分表(4)的測(cè)量端壓住旋轉(zhuǎn)件的外表面，測(cè)量旋轉(zhuǎn)件和外部電機(jī)輸出軸的對(duì)中度。具體調(diào)節(jié)方法、步驟如下：

(1)將法蘭支架上的定位凹槽與外部電機(jī)輸出軸法蘭上的定位凸臺(tái)連接，使法蘭支架的筒形軸與外部電機(jī)輸出軸同軸定位；

(2)調(diào)節(jié)徑向調(diào)節(jié)螺桿(2)和軸向調(diào)節(jié)螺桿(3)，使杠桿百分表(4)的測(cè)量端壓住轉(zhuǎn)子端的外表面；

(3)旋轉(zhuǎn)外部電機(jī)輸出軸一周，收集杠桿百分表(4)采集的跳動(dòng)數(shù)據(jù)，得出被測(cè)件轉(zhuǎn)子端相對(duì)于外部電機(jī)輸出軸的垂直和水平方向同心度偏差數(shù)值；

(4)反復(fù)調(diào)節(jié)外部電機(jī)輸出軸或轉(zhuǎn)子端的徑向位置，使轉(zhuǎn)子端與外部電機(jī)輸出軸達(dá)到要求的對(duì)中精度。

如圖2和圖3所示，為本發(fā)明裝置與現(xiàn)有裝置水平同軸度測(cè)試結(jié)果對(duì)比，圖中橫坐標(biāo)為試驗(yàn)次數(shù)，縱坐標(biāo)為同軸度測(cè)試數(shù)值(單位mm)。由圖2圖3可以看出，現(xiàn)有裝置的測(cè)試精度在水平和垂直方向都只能達(dá)到0.06mm左右的水平，而本發(fā)明裝置的同軸度測(cè)試精度在水平和垂直方向都可以達(dá)到優(yōu)秀指標(biāo)(0.03mm)以?xún)?nèi)，與現(xiàn)有裝置相比，極大地提高了對(duì)中精度。