一种透平叶片旋转动态气流激振力测量装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110529201A(43)申请公布日2019.12.03(21)申请号201910690359.9(22)申请日2019.07.29(71)申请人西安交通大学地址710049陕西省西安市咸宁西路28号(72)发明人张荻蒋明宏赵伟谢永慧(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人李红霖(51)Int.Cl.F01D21/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称一种透平叶片旋转动态气流激振力测量装置(57)摘要本发明一种透平叶片旋转动态气流激振力测量装置，包括叶盘系统、激振力测量装置和气流激振发生装置等；叶盘系统的叶片铰接于相对轮盘位置固定的夹块上，铰轴安装方向与叶片一阶弯曲振动方向垂直，铰接处通过抛光、润滑削减摩擦作用从而降低动态气流激振力的测量误差。沿叶高方向引入动态拉压力传感器，动态拉压力传感器沿叶片一阶弯曲振动方向安装，其背离叶片侧固定在刚性测杆上、靠近叶片侧通过柔性杆与叶片相连，最终测得动态气流激振力的幅值和作用位置的动态过程。本发明测得的激振力载荷有助于完善叶片振动数值分析模型和叶片非接触式振动测量方法等。本发明通过改变气流速度、叶片型式等，能够对不同的透平机组进行研究，具有普遍适用性。CN110529201ACN110529201A权利要求书1/2页1.一种透平叶片旋转动态气流激振力测量装置，其特征在于，包括叶盘系统、驱动装置、气流激振发生装置、激振力测量装置、叶尖定时测振装置和基础台架；其中，叶盘系统、驱动装置、激振力测量装置、数据采集装置和叶尖定时测振装置均安装在基础台架上，驱动装置以及数据采集装置安装于叶盘系统的同一侧，气流激振发生装置安装于另一侧；驱动装置用于传递扭矩带动叶盘系统旋转，包括动力源、联轴器(10)以及主轴(11)，动力源的输出端通过联轴器(10)与主轴(11)连接，主轴(11)的两端活动连接在基础台架上；叶盘系统包括叶片(1)和轮盘(2)，轮盘(2)套装在主轴(11)上，叶片(1)通过铰链(3)以铰接的方式与轮盘(2)两侧的夹块(4)连接，夹块(4)固定于轮盘(2)上，铰链(3)铰轴的安装方向与叶片一阶弯曲振动方向垂直，铰轴穿过铰链(3)的铰座设置；激振力测量装置包括测杆(5)和动态拉压力传感器(6)，测杆(5)的底部安装在叶片背离气流激振侧的夹块(4)上，测杆(5)与叶片(1)之间沿叶高方向安装有两个动态拉压力传感器(6)，动态拉压力传感器(6)安装方向与铰链(3)安装方向相互垂直，与叶片(1)上一阶弯曲振动方向平行；叶尖定时测振装置包括四个电涡流位移传感器(17)以及一个转速电涡流位移传感器(18)，其中在叶片(1)上方沿周向安装有四个电涡流位移传感器(17)，在叶盘系统靠驱动装置一侧的主轴(11)上开有一键槽，正对轴上键槽安装有转速电涡流位移传感器(18)；动态拉压力传感器(6)、电涡流位移传感器(17)和转速电涡流位移传感器(18)输出端均与数据采集装置的数据采集器(19)连接，实现数据传输；气流激振发生装置包括压缩机(20)和导管(21)，气流激振发生装置利用压缩机(20)压缩气流沿导管(21)喷出冲击旋转中的叶片(1)，形成气流激振力。2.根据权利要求1所述的一种透平叶片旋转动态气流激振力测量装置，其特征在于，动力源采用伺服电机(9)，伺服电机(9)通过联轴器(10)带动主轴(11)转动从而传递扭矩。3.根据权利要求1所述的一种透平叶片旋转动态气流激振力测量装置，其特征在于，驱动装置还包括胀紧套(12)，轮盘(2)通过胀紧套(12)套装在主轴(11)上。4.根据权利要求1所述的一种透平叶片旋转动态气流激振力测量装置，其特征在于，在铰座外侧均设有螺母，铰链(3)各接触副材料选取巴氏合金，表面粗糙度Ra值按GB1031-1983标准抛光至0.03及以下，呈镜状光泽表面；铰座侧面设有滴油孔，运行前通入润滑油充分润滑接触副表面；铰链(3)铰轴与铰座采用基孔制配合，公差带代号为Φ10H8。5.根据权利要求1所述的一种透平叶片旋转动态气流激振力测量装置，其特征在于，动态拉压力传感器(6)与测杆(5)之间连接方式为刚性螺纹连接，其靠叶片侧利用柔性杆(7)与叶片(1)上的焊接螺母(8)连接。6.根据权利要求1所述的一种透平叶片旋转动态气流激振力测量装置，其特征在于，基础台架包括固定在地面上的底座(16)以及安装在底座(16)上电机安装台(13)、轴承座(14)和轴承座安装台(15)，动力源安装在电机安装台(13)上，叶盘系统两侧各安装有一轴承座(14)，轴承座(14)通过螺栓固定于轴承座安装台(15)之上，主轴(11)的两端分别套装在两个轴承座(14)上。7.根据权利要求