一种利用磁力激振的叶片动态频率测试装置制造方法及图纸

一种利用磁力激振的叶片动态频率测试装置，利用磁力激振器对旋转叶片施加激振力，用应变片感知叶片振动信息，信号发射机将应变片感知的叶片振动信息通过无线电实时发射出来，信号接收机通过接收天线实时接收采集叶片振动信息，并将叶片振动信息传给多路控制器。磁带记录仪各路输入输出通道与多路信号控制器连接，用于存储各通道叶片振动信息。利用多路信号控制器选择一路或者多路信号给数据分析仪，用于分析叶片振动特性。温度计、转速表、示波器分别用于实时监测信号发射机附近温度、叶轮转速、各路信号。本发明专利技术解决了叶片动频率测试采用气体激振方式会引起设备超温的问题，结构简单，安全性高，成本低，无污染，能够满足叶片动频率测试要求。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术涉及一种叶片动频率测试装置，特别涉及一种利用磁力激振的叶片动态频率测试装置。
技术介绍
：叶片动频率测试技术为汽轮机、燃气轮机等叶轮机械叶片设计提供重要的试验数据依据，是叶片设计及试验
的关键技术之一。随着叶片振动与结构强度设计技术的发展及对叶片振动安全性研究的不断深入，对叶片动频率测试系统工作的安全性、可靠性和准确性提出了更高要求。叶片动频率测试方法的核心是利用无线电信号传输技术在旋转叶盘上安装信号发射机，将应变片感知到得叶片振动信息转换成电信号发射出来，再利用信号接收机和记录仪进行接收、采集，然后利用数据分析仪进行叶片振动分析。随着叶轮机械不断向大功率、高效率方向发展，叶片长度不断增加，单级叶片功率不断提高，对叶片动频测试技术的要求也不断提高，而传统氮气激振方式的叶片动频测试方式，影响测试环境的真空度，并随着激振气流的不断增加，叶片对气流做功，使得气温升高，引起试验设备超温等不利因素。目前，叶片动频率测试系统利用氮气喷射激振的方式，这种方式存在如下问题：1、氮气激振会影响试验真空筒体内的真空度；2、会造成试验筒体内温度升高；3、每次试验需要提前储备氮气，成本较高；4、氮气压力有损失，激振力减小；5、试验中需要人工多次开关氮气罐阀门，不方便。
技术实现思路
：本专利技术的目的在于针对上述现有技术的不足，提供了一种利用磁力激振的叶片动态频率测试装置。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案予以实现的：一种利用磁力激振的叶片动态频率测试装置，包括真空筒体，以及安装在真空筒体内的前置摆架和后置摆架，两个摆架上设置有转轴，该转轴的一端伸出至前置摆架外并与设置在真空筒体外的驱动电机输出轴相连，另一端伸出至后置摆架外并设置有矩形齿轮，两个摆架之间的转轴上设置有叶轮，该叶轮包括轮盘以及均匀设置在轮盘周向上的若干个叶片；真空筒体内还包括设置在后置摆架上用于根据矩形齿轮转动测速的转速传感器，设置在前置摆架上的接收天线和温度传感器，设置在叶片振动拾取位置上的应变片和设置在轮盘上的信号发射机和发射天线，且应变片通过应变片引线与信号发射机相连，以及用于使得叶片激振的磁力激振器；真空筒体外设置有信号接收机、多路信号控制器、示波器、转速表、数据分析仪和温度计，其中，温度传感器通过温度传感器引线与温度计相连，接收天线通过接收天线引线与信号接收机相连，信号接收机输出端与多路信号控制器输入端相连，转速传感器通过转速传感器引线与多路信号控制器，多路信号控制器输出端分别与示波器输入端、转速表输入端和数据分析仪输入端相连。本专利技术进一步的改进在于：转轴的一端通过联轴器与设置在真空筒体外的驱动电机输出轴相连。本专利技术进一步的改进在于：真空筒体外还设置有与多路信号控制器相连的磁带记录仪。本专利技术进一步的改进在于：真空筒体内安装有两个平行设置的摆架轨道，前置摆架和后置摆架分别安装在该两个摆架轨道上。本专利技术进一步的改进在于：每个摆架轨道均通过激振器支架安装有一个磁力激振器。本专利技术进一步的改进在于：磁力激振器采用长方体永磁铁或者圆柱体永磁铁，长方体永磁铁和者圆柱体永磁铁分别安装于置于长方体磁铁安装盒和圆柱体磁铁安装盒内，长方体永磁铁与长方体磁铁安装盒内壁之间以及圆柱体永磁铁与圆柱体磁铁安装盒内壁之间均通过绝缘胶填充，长方体磁铁安装盒或圆柱体磁铁安装盒固定在激振器支架，磁力激振器与叶轮保持水平距离1～30厘米。本专利技术进一步的改进在于：磁力激振器采用长方体永磁铁时，长方体永磁铁沿其长边平行于叶片出气边方向布置。本专利技术进一步的改进在于：真空筒体内还设置有转速传感器支架和天线支架，转速传感器支架一端固定在后置摆架上，另一端为伸出端，转速传感器设置在后置摆架的伸出端上；天线支架套装在转轴上且一端固定在前置摆架上，接收天线和温度传感器分别设置在天线支架上。本专利技术进一步的改进在于：叶轮的轮盘端面沿周向上开设有平衡槽或者若干均匀布置的平衡孔；当轮盘端面上开设有若干均匀布置的平衡孔时，平衡孔内设置有适用平衡孔的发射机盒子，适用平衡孔的发射机盒子内采用树脂胶封装有信号发射机和电池，并通过圆形绝缘盖板密封，该圆形绝缘盖板表面集成有环形发射天线，且圆形绝缘盖板上分布有电源正负端口、应变片端口和天线端口，电池正负极与电源正负端口相连，应变片通过应变片引线与应变片端口相连，环形发射天线与天线端口相连；当轮盘端面上开设平衡槽时，平衡槽内设置有适用平衡槽的发射机盒子内采用树脂胶封装有信号发射机和电池，并通过近似方形绝缘盖板密封，该近似方形绝缘盖板表面集成有方形发射天线，且近似方形绝缘盖板上分布有电源正负端口、应变片端口和天线端口，电池正负极与电源正负端口相连，应变片通过应变片引线与应变片端口相连，环形发射天线与天线端口相连。本专利技术进一步的改进在于：真空筒体的侧壁上开设有真空筒体引线孔，温度传感器引线、接收天线引线以及转速传感器引线均通过真空筒体引线孔引出至真空筒体外。相对于现有技术，本专利技术具有如下的技术效果：本专利技术一种利用磁力激振的叶片动态频率测试装置，包括安装真空筒体内的伴随叶轮旋转的旋转部件，固定在真空筒体内的非旋转部件，以及设置在真空筒体外的采集、存储与分析设备。采用应变片感知叶片的振动信息，将叶片振动引起的应变变化直接转换成电阻变化，并通过电信号发射出来，无需对振动信息采用其他间接转换方法，可靠性好，准确性高。采用磁力激振可根据叶片大小、激振力大小，选择不同型号的磁力激振器，磁力在测试过程中能够保持恒定，不会衰减，不会给真空筒体内引入气体，不会影响真空筒体的真空度。采用磁力激振器，无需测试前准备大量高压氮气，测试过程中不需要人工操作，安全性高，并且安装方便，无污染，成本低，可重复利用。多路控制器使得测试前系统调试与试验中的各个通道之间的切换控制更为简便。磁带记录仪能够保证存储数据的连续性，相比数字存储设备更能还原真实的连续的叶片振动信息。温度传感器固定安装在天线支架上，可实时监控发信号射机的周围温度，保证测试过程信号发射机在安全温度范围内工作，提高设备安全性。综上所述，本专利技术一种利用磁力激振的叶片动态频率测试装置，解决了传统叶片动频测试采用氮气激振方式会引起设备超温以及氮气激振力不足的问题，提供了一种旋转状态下测量叶片动态频率的测量办法，适用于各种长短叶片动频测试，能够获得精确的叶片动频率，为叶片设计定型、安全运行提供技术支撑。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用磁力激振的叶片动态频率测试装置，其特征在于：包括真空筒体(6)，以及安装在真空筒体(6)内的前置摆架(3)和后置摆架(4)，两个摆架上设置有转轴(2)，该转轴(2)的一端伸出至前置摆架(3)外并与设置在真空筒体(6)外的驱动电机(8)输出轴相连，另一端伸出至后置摆架(4)外并设置有矩形齿轮(14)，两个摆架之间的转轴(2)上设置有叶轮(1)，该叶轮(1)包括轮盘(29)以及均匀设置在轮盘(29)周向上的若干个叶片(28)；真空筒体(6)内还包括设置在后置摆架(4)上用于根据矩形齿轮(14)转动测速的转速传感器(12)，设置在前置摆架(3)上的接收天线(9)和温度传感器(11)，设置在叶片(28)振动拾取位置上的应变片(30)和设置在轮盘(29)上的信号发射机(41)和发射天线，且应变片(30)通过应变片引线(33)与信号发射机(41)相连，以及用于使得叶片(28)激振的磁力激振器(15)；真空筒体(6)外设置有信号接收机(18)、多路信号控制器(19)、示波器(21)、转速表(22)、数据分析仪(23)和温度计(24)，其中，温度传感器(11)通过温度传感器引线(26)与温度计(24)相连，接收天线(9)通过接收天线引线(25)与信号接收机(18)相连，信号接收机(18)输出端与多路信号控制器(19)输入端相连，转速传感器(12)通过转速传感器引线(27)与多路信号控制器(19)，多路信号控制器(19)输出端分别与示波器(21)输入端、转速表(22)输入端和数据分析仪(23)输入端相连。...

【技术特征摘要】
1.一种利用磁力激振的叶片动态频率测试装置，其特征在于：包括真空筒
体(6)，以及安装在真空筒体(6)内的前置摆架(3)和后置摆架(4)，两
个摆架上设置有转轴(2)，该转轴(2)的一端伸出至前置摆架(3)外并与设
置在真空筒体(6)外的驱动电机(8)输出轴相连，另一端伸出至后置摆架(4)
外并设置有矩形齿轮(14)，两个摆架之间的转轴(2)上设置有叶轮(1)，
该叶轮(1)包括轮盘(29)以及均匀设置在轮盘(29)周向上的若干个叶片(28)；
真空筒体(6)内还包括设置在后置摆架(4)上用于根据矩形齿轮(14)
转动测速的转速传感器(12)，设置在前置摆架(3)上的接收天线(9)和温
度传感器(11)，设置在叶片(28)振动拾取位置上的应变片(30)和设置在
轮盘(29)上的信号发射机(41)和发射天线，且应变片(30)通过应变片引
线(33)与信号发射机(41)相连，以及用于使得叶片(28)激振的磁力激振
器(15)；
真空筒体(6)外设置有信号接收机(18)、多路信号控制器(19)、示波
器(21)、转速表(22)、数据分析仪(23)和温度计(24)，其中，温度传
感器(11)通过温度传感器引线(26)与温度计(24)相连，接收天线(9)通
过接收天线引线(25)与信号接收机(18)相连，信号接收机(18)输出端与
多路信号控制器(19)输入端相连，转速传感器(12)通过转速传感器引线(27)
与多路信号控制器(19)，多路信号控制器(19)输出端分别与示波器(21)
输入端、转速表(22)输入端和数据分析仪(23)输入端相连。
2.根据权利要求1所述的一种利用磁力激振的叶片动态频率测试装置，其
特征在于：转轴(2)的一端通过联轴器(7)与设置在真空筒体(6)外的驱动
电机(8)输出轴相连。
3.根据权利要求1所述的一种利用磁力激振的叶片动态频率测试装置，其
特征在于：真空筒体(6)外还设置有与多路信号控制器(19)相连的磁带记录
仪(20)。
4.根据权利要求1所述的一种利用磁力激振的叶片动态频率测试装置，其
特征在于：真空筒体(6)内安装有两个平行设置的摆架轨道(5)，前置摆架
(3)和后置摆架(4)分别安装在该两个摆架轨道(5)上。
5.根据权利要求4所述的一种利用磁力激振的叶片动态频率测试装置，其
特征在于：每个摆架轨道(5)均通过激振器支架(16)安装有一个磁力激振器
(15)。
6.根据权利要求5所述的一种利用磁力激振的叶片动态频率测试装置，其
特征在于：磁力激振器(15)采用长方体永磁铁(46)或者圆柱体永磁铁(49)，
长方体永磁铁(46)和者圆柱体永磁铁(49)分别安装于置于长方体磁铁安装
盒(48)和圆柱体磁铁安装盒(50)内，长方体永磁铁(46)与长方体磁铁安
装盒(...

【专利技术属性】
技术研发人员：上官博，肖俊峰，高松，于飞龙，张永宁，李园园，南晴，段静瑶，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61