[发明专利]一种基于预加载荷突然释放激励法的细长旋转轴模态试验装置

说明书

本发明属于模态测试技术领域，具体涉及一种基于预加载荷突然释放激励法的细长旋转轴模态试验装置。包括电机，滑动轴承，等效力锤，细长轴，圆盘，绳索，重物，采集仪；电机连接细长轴，细长轴上有两个滑动轴承和一个圆盘，圆盘位于细长轴最右端，等效力锤位于两个滑动轴承之间，等效力锤通过绳索连接重物。装置工作时，采集仪连接等效力锤，细长轴上安装两个电涡流传感器，两个电涡流传感器分别位于等效力锤两边，两个电涡流传感器也连接采集仪，采集仪连接电脑。本发明设计的一种基于预加载荷突然释放激励法的细长旋转轴模态试验装置能够更准确的测到保证油膜完整与运动状态下细长轴的模态，应用前景广阔。

技术领域

本发明属于模态测试技术领域，具体涉及一种基于预加载荷突然释放激励法的细长旋转轴模态试验装置。

技术背景

模态测试是获得结构件振动特性的重要手段，在预估与诊断结构件存在的故障方面有很大作用，为了分析细长旋转轴的振动特性，需对细长旋转轴的模态进行测试。传统的模态测试一般采用的方法是锤击激励测模态法，即：用力锤来敲击轴段，用传感器收集不同位置处的振动响应，基于软件分析得到轴系模态的测试方法。然而对于细长旋转轴的模态测试实验中如果采用传统的锤击激励法，数据采集时会出现相干性差和双击等现象，导致模态测试的实验结果并不理想。经过分析，如果采取锤击激励模态法测试细长旋转轴的模态会存在以下问题：

1.每次敲击相干性差。由于轴为细长轴，轴的直径和力锤的锤头尺寸相近，则每次敲击都不能保证以同样的角度及敲击点进行激励；并且轴在滑动轴承中可以自由旋转，随着敲击的进行轴会发生偏转，而固定在轴段上的加速度传感器的方向会发生改变。以上因素导致在试验过程中，力谱的敲击相干性特别差。

2.容易出现双击。轴为细长轴，相当于大跨距的轴，在垂直于轴线方向刚度较小；同时，相对于轴系来说试验所用力锤为“大”力锤。所以在试验过程中频发双击状况，导致试验效率低下。

3.轴承处未形成油膜。由于传统的锤击激励测模态法是在静态下进行的，轴承处并没有形成油膜。在工作过程中，油膜为轴系提供支撑作用。因此模态试验应该考虑油膜刚度，并且油膜刚度对低阶模态影响显著。只有得到建立起油膜之后的系统模态，才能够进行精确的系统响应计算。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够准确测试细长旋转轴模态的基于预加载荷突然释放激励法的细长旋转轴模态试验装置。

一种基于预加载荷突然释放激励法的细长旋转轴模态试验装置，包括电机，滑动轴承，等效力锤，细长轴，圆盘，绳索，重物，采集仪；电机连接细长轴，细长轴上有两个滑动轴承和一个圆盘，圆盘位于细长轴最右端，等效力锤位于两个滑动轴承之间，等效力锤通过绳索连接重物。

所述一种基于预加载荷突然释放激励法的细长旋转轴模态试验装置，等效力锤包括螺母，力传感器，配重，轴瓦，尼龙垫，弹簧，力传感器位于配重左端，力传感器通过螺母固定，等效力锤通过配重右边拉钩固定在细长轴上，细长轴与拉钩之间有轴瓦和尼龙垫，拉钩右边连接弹簧。

所述一种基于预加载荷突然释放激励法的细长旋转轴模态试验装置，装置工作时，采集仪连接等效力锤，细长轴上安装两个电涡流传感器，两个电涡流传感器分别位于等效力锤两边，两个电涡流传感器也连接采集仪，采集仪连接电脑。

本发明的有益效果在于：

本发明考虑到轴系静止与运动时的差异，设计了等效力锤，保证可以在轴系旋转的情况下提供激励，进行模态测试。考虑到油膜刚度对模态测试的影响，本发明设计的试验装置可以在保证不破坏油膜的情况下，对轴系进行模态测试。同时等效力锤作用原理保证了每次敲击以同样的角度及敲击点进行激励，细长轴在滑动轴承中可以自由旋转，细长轴不会因激励而发生偏转，固定的加速度传感器的方向不会发生改变，因此提高力锤敲击的相干性。本发明设计的一种基于预加载荷突然释放激励法的细长旋转轴模态试验装置能够更准确的测到保证油膜完整与运动状态下细长轴的模态。

附图说明