The invention relates to a measuring device for dynamic air flow exciting force of a turbine blade rotation, which includes a blade disk system, an exciting force measuring device, an air flow exciting force generating device, etc.; the blades of the blade disk system are hinged on a clamp block fixed relative to the wheel disk position, the installation direction of the hinge shaft is perpendicular to the first-order bending vibration direction of the blade, and the friction is reduced by polishing and lubricating at the hinge to reduce the dynamic air flow exciting force Measurement error of vibration force. The dynamic tension pressure sensor is introduced along the blade height direction. The dynamic tension pressure sensor is installed along the first-order bending vibration direction of the blade. It is fixed on the rigid measuring rod away from the blade side and connected with the blade through the flexible rod near the blade side. Finally, the dynamic process of the dynamic air flow exciting force amplitude and the working position is measured. The exciting force load measured by the invention is helpful to improve the numerical analysis model of blade vibration, the non-contact vibration measurement method of blade, etc. The invention can study different turbine units by changing air flow speed, blade type, etc., and has universal applicability.
【技术实现步骤摘要】
一种透平叶片旋转动态气流激振力测量装置
本专利技术属于实验装置
,具体涉及一种透平叶片旋转动态气流激振力测量装置。
技术介绍
透平叶片常工作在极其恶劣复杂的条件下,易在气流冲击下产生受迫振动。实践表明,叶片因气流激振而产生的受迫振动是导致叶片高周疲劳失效的主要原因。为了对这种受迫振动现象进行研究,有必要探究激振力的作用特点,从而为高寿命透平叶片的设计提供依据。在旋转透平叶片振动实验中,在叶片上引入激振力的常用方法是通过电磁铁或者气流作用到叶片,在叶片旋转过程中产生具有激振动态变化的周期作用力,然而这些激振方法无法准确获得作用到叶片上的激振力位置和幅值。以气流激振为例,仅能获得喷管出口处的气流流量和方向等数据,但叶片旋转过程是一个动态变化过程,无法准确地得出一个周期内施加到旋转叶片上的气流激振力大小和作用位置,这使得叶片振动特性分析中数值和实验结果无法进行有效的相互验证。以往关于叶片激振力的施加和测量方法仅适用于非旋转叶片振动的探究,难以对实际旋转叶片在气流作用下的受迫振动现象进行分析。基于以上原因,有必要建立一种对旋转叶片所受动态气流激振力的大小和作用位置进行测量的装置,从而为更真实的气流激振力载荷的建立提供参考数据,为旋转叶片非接触式振动测量结果提供验证。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对目前旋转叶片所受气流激振力测定方法的不足,提供了一种透平叶片旋转动态气流激振力测量装置。其不仅能够实时测量动态激振力的大小,还能够得到动态激振力的等效作用位置。通过改变安装参数,比如 ...
【技术保护点】
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,/n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;/n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;/n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;/n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( ...
【技术特征摘要】
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...
【专利技术属性】
技术研发人员:张荻,蒋明宏,赵伟,谢永慧,
申请(专利权)人:西安交通大学,
类型:发明
国别省市:陕西;61
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