一种叶轮性能模拟测试方法技术

本发明专利技术提供一种叶轮性能模拟测试方法，用于对空气压缩机的叶片实施检测；包括：采用设置在机架上的上夹具和下夹具分别夹固所述叶片的两端，使叶片位于且向所述叶片施加设定的拉力以模拟所述叶片所受的离心力；供风系统用于向罩设在所述叶片上试验箱内通风以向所述叶片模拟施加流体介质所产生的载荷；建立叶片在离心力作用下的静态力学模型。准确地模拟和评价叶轮在高精度精力作用下的服役情况。

A simulation test method for impeller performance

The invention provides an impeller performance simulation test method for testing the blade of the air compressor, including: using the upper clamp and the lower clamp set on the frame to clamp the two ends of the blade respectively so that the blade is positioned and applied to the blade to simulate the centrifugal force of the blade. The system is used to ventilation in the test box on the blade to simulate the loading of the fluid medium to the blade, and to establish the static mechanical model of the blade under the action of centrifugal force. Accurately simulate and evaluate the service condition of the impeller under the action of high precision energy.

【技术实现步骤摘要】
一种叶轮性能模拟测试方法
本专利技术涉及试验设备
，尤其涉及一种叶轮性能模拟测试方法。
技术介绍
叶轮是空气压缩机的重要组成部分，是保证空气压缩机性能、可靠性、耐久性的重要零部件。在空气压缩机的工作过程中，高速旋转的叶轮会对流动介质(即空气)做功，相对应的，流动介质在叶轮通道中会对叶轮的叶片产生反作用力，进而较容易导致叶片产生疲劳损坏。因此，流动介质所产生的载荷是再制造叶轮二次服役过程中工作载荷的重要组成部分。除此之外，高速旋转的叶片会承受较大的离心力，进而较容易使得叶片表面及内部产生微裂纹等缺陷。可见，叶片在承受离心力作用下的服役性能对叶轮的服役的耐久性、可靠性具有重要意义。在叶轮的再制造或生产过程中，叶轮的性能试验对叶轮后续批量生产具有指导意义，但是目前的生产厂家都是采用专门独立的设备对叶片实施试验，即采用专门的设备产生高压风场来模拟叶轮工作工况，采用专门的设备施加离心力来模拟叶片工作状态下的受力场景。很显然，上述模拟各自独立，很难完全模拟叶片的真实工况(真实工况既受流动介质所产生的载荷又受到离心力)，影响实验效果，与此同时，分开进行性能模拟实验会影响对叶片的实验效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种叶轮性能模拟测试方法，以解决目前对叶片进行分别模拟所存在的模拟效果不佳及模拟效率较低的问题。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种叶轮性能模拟测试方法，用于对空气压缩机的叶片实施检测；包括：采用设置在机架上的上夹具和下夹具分别夹固所述叶片的两端，使叶片位于且向所述叶片施加设定的拉力以模拟所述叶片所受的离心力；供风系统用于向罩设在所述叶片上试验箱内通风以向所述叶片模拟施加流体介质所产生的载荷；建立叶片在离心力作用下的静态力学模型。优选的，所述上夹具设置有用于检测所述拉力大小的拉力传感器。优选的，所述供风系统包括鼓风机和通风管道，所述通风管道的一端连接所述鼓风机的出风口，另一端连通所述试验箱。优选的，还包括：通过风压调节装置对风压进行变频，以使得所述叶片产生预定频率的微幅振动；所述风压调节装置包括伺服电机和与所述伺服电机连接的变频装置。优选的，所述变频装置包括：设置在所述通风管道上的阀体；设置在所述阀体内的阀座；以及与所述阀座配合的所述阀芯，所述阀芯通过连接轴与所述伺服电机相连；所述伺服电机通过所述连接轴驱动所述阀芯相对于所述阀座转动以实现所述阀体在闭合和开启状态下切换。优选的，所述下夹具包括：设置在所述安装台上的夹具底座；设置在所述夹具底座上，且对称分布的两个夹块；两个所述夹块通过螺栓组件固定在所述夹具底座上；两个夹块之间形成用于夹持所述叶片的底端的夹持腔。优选的，还包括：蜗轮蜗杆机构；与所述夹具底座啮合的驱动齿轮，所述驱动齿轮设置在所述蜗轮蜗杆机构的输出轴上；所述蜗轮蜗杆机构上设置有驱动手柄；所述蜗轮蜗杆机构用于通过所述驱动齿轮驱动所述夹具底座转动以调节所述夹持腔的朝向。优选的，所述机架包括电动缸和直角杠杆；其中：所述电动缸设置于所述直角杠杆的底部；所述上夹具设置在所述直角杠杆的顶部，所述电动缸能推动所述直角杠杆以使得所述上夹具夹紧所述叶片的顶端。优选的，所述直角杠杆的顶端设置有升降装置，所述升降装置能相对于所述直角杠杆的顶端升降以调节所述上夹具与所述下夹具之间的距离。优选的，还包括控制器，所述控制器与所述拉力传感器和所述升降装置均相连，所述控制器用于控制所述升降装置上升直至所述拉力传感器所检测的数值达到设定值。本专利技术提供的叶轮性能模拟测试方法能够通过供风系统和试验箱来模拟叶片所受到的流体介质所产生的载荷，通过上夹具、下夹具和拉力传感器来模拟叶片所受到离心力，建立叶轮在离心力作用下的静态力学模型，准确地模拟和评价叶轮在高精度精力作用下的服役情况。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的试验机的主视图，图中未显示试验箱；图2是图1的侧视图，图中显示有试验箱；图3是本专利技术实施例提供的上夹具的结构示意图；图4是图3的侧视图；图5是本专利技术实施例提供的下夹具的结构示意图；图6是本专利技术实施例提供的试验机的局部放大示意图；图7是本专利技术实施例提供的变频装置的内部结构示意图。具体实施方式为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面将结合附图对本专利技术作进一步的详细介绍。本专利技术提供了一种叶轮性能模拟测试方法，用于对空气压缩机的叶片实施检测；包括：采用设置在机架上的上夹具和下夹具分别夹固所述叶片的两端，使叶片位于且向所述叶片施加设定的拉力以模拟所述叶片所受的离心力；供风系统用于向罩设在所述叶片上试验箱内通风以向所述叶片模拟施加流体介质所产生的载荷；建立叶片在离心力作用下的静态力学模型。本专利技术提供的叶轮性能模拟测试方法能够通过供风系统和试验箱来模拟叶片所受到的流体介质所产生的载荷，通过上夹具、下夹具和拉力传感器来模拟叶片所受到离心力，建立叶轮在离心力作用下的静态力学模型，准确地模拟和评价叶轮在高精度精力作用下的服役情况。本专利技术提供的叶轮性能模拟测试方法可以在以下试验机上操作得以实现，以下通过对该试验机的介绍，进而实施本专利技术提供的叶轮性能模拟测试方法。请参考图1和图2，本专利技术实施例提供一种试验机，用于对空气压缩机叶轮的叶片实施实验检测。图1和2所示的试验机包括机架10、上夹具20、下夹具30、试验箱40、拉力传感器50和供风系统60。其中，机架10作为整个试验机的骨架，用于为其他零部件提供安装基础。上夹具20和下夹具30设置在机架10上，通常，上夹具20设置在机架10的顶端，下夹具30设置在机架10的安装台上，也可以认为是整个试验机的工作台。上夹具20和下夹具30分别用于夹固叶片70的两端，分别为顶端和底端，上夹具20和下夹具30分别向叶片70施加设定的拉力，以模拟叶片70所受的离心力，为了确保所施加的拉力能够较为准确地模拟其在工作状态下所受到的离心力，上夹具20上设置有拉力传感器50，拉力传感器50用于显示施加在叶片70上的拉力，当拉力不足时，拉力传感器50可以起到后续再调节的提示作用。试验箱40用于设置在机架10的安装台上，试验箱40的作用在于罩设在叶片70上，以提供一个相对封闭的模拟环境。供风系统60设置在机架10上，且与试验箱40连通，供风系统60向试验箱40内通风，进而使得气流作用于试验箱40内的叶片70上，最终达到模拟叶片70处于工作状态下所受到的流动介质所产生的载荷的目的。我们知道，处于高速旋转状态下的叶轮的叶片70受到的离心力特点如下：离心力大小恒定，离心力的方向确定，即沿着旋转半径向外。基于此，本申请采用精度较高的静力即静态拉力来模拟叶片70所受到的离心力。在模拟的过程中，通过上夹具20与下夹具30对叶片70所施加的拉力来达到静力施加的目的。具体的，可以通过调节上夹具20与下夹具30之间的夹紧距离来调节静力大小，也可以通过该表上夹具20相对于下夹具30的位置来调节静力的大小。如上文所述，上述调节过程中，可以通过拉力传感器50配合实现。供风系统60向试验箱40之内吹风，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种叶轮性能模拟测试方法，用于对空气压缩机的叶片实施检测；其特征在于，包括：采用设置在机架上的上夹具和下夹具分别夹固所述叶片的两端，使叶片位于且向所述叶片施加设定的拉力以模拟所述叶片所受的离心力；供风系统用于向罩设在所述叶片上试验箱内通风以向所述叶片模拟施加流体介质所产生的载荷；建立叶片在离心力作用下的静态力学模型。

【技术特征摘要】
1.一种叶轮性能模拟测试方法，用于对空气压缩机的叶片实施检测；其特征在于，包括：采用设置在机架上的上夹具和下夹具分别夹固所述叶片的两端，使叶片位于且向所述叶片施加设定的拉力以模拟所述叶片所受的离心力；供风系统用于向罩设在所述叶片上试验箱内通风以向所述叶片模拟施加流体介质所产生的载荷；建立叶片在离心力作用下的静态力学模型。2.如权利要求1所述的叶轮性能模拟测试方法，其特征在于，所述上夹具设置有用于检测所述拉力大小的拉力传感器。3.如权利要求1所述的叶轮性能模拟测试方法，其特征在于，所述供风系统包括鼓风机和通风管道，所述通风管道的一端连接所述鼓风机的出风口，另一端连通所述试验箱。4.如权利要求2所述的叶轮性能模拟测试方法，其特征在于，还包括：通过风压调节装置对风压进行变频，以使得所述叶片产生预定频率的微幅振动；所述风压调节装置包括伺服电机和与所述伺服电机连接的变频装置。5.如权利要求4所述的叶轮性能模拟测试方法，其特征在于，所述变频装置包括：设置在所述通风管道上的阀体；设置在所述阀体内的阀座；以及与所述阀座配合的所述阀芯，所述阀芯通过连接轴与所述伺服电机相连；所述伺服电机通过所述连接轴驱动所述阀芯相对于所述阀座转动以实现所述阀体在闭合和开启状态下切换。6.如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海斗，邢志国，周京，徐滨士，
申请(专利权)人：中国人民解放军装甲兵工程学院，
类型：发明
国别省市：北京,11