一种涡轮机械叶片裂纹长度参数在线识别的实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种用于叶片裂纹长度参数识别的实验装置。本发明专利技术包括：驱动电机，驱动电机固定在底座上，驱动电机输出端依次连接光码带和弹性联轴器，弹性联轴器连接第一滚动轴承，第一滚动轴承与转子连接，叶片连接在叶盘上，叶盘固定连接在转子上，转子另一端连接第二滚动轴承，两个滚动轴承固定在滚动轴承底座上，测速齿轮安装在转子上；光电传感器位于弹性联轴器下方测量驱动器机输出轴信号，磁电流传感器位于测速齿轮下方测量转子信号，位移传感器位于第二滚动轴承上面测量转子的位移信号，光电传感器、磁电流传感器及位移传感器连接数据采集仪。本发明专利技术测量并观察转子在不同裂纹参数下的运行状态，实现在线识别叶片裂纹长度参数的安全阈值。的安全阈值。

【技术实现步骤摘要】
一种涡轮机械叶片裂纹长度参数在线识别的实验装置


[0001]本专利技术涉及涡轮机械故障诊断
，具体涉及一种用于叶片裂纹长度参数识别的实验装置。

技术介绍

[0002]涡轮机械是一种将流动工质的能量转换为机械功的旋转式动力机械,是在汽车或飞机的引擎中的风扇，通过利用废气把燃料蒸汽吹入引擎，以提高引擎的性能。它是航空发动机、燃气轮机和蒸汽轮机的主要部件之一，具有重要的经济价值和安全属性。涡轮的工作环境一般是高温高压状态下的燃料气体或者工质气体，因此，涡轮叶片不仅承受工质膨胀带来的交变应力，还要承受工质气体的腐蚀作用。在交变应力载荷和腐蚀气体的共同作用下，涡轮叶片极易产生疲劳裂纹。裂纹的产生不仅降低了涡轮机械的工作效率，还导致了重大的安全隐患。因此，及早的发现叶片裂纹不仅能够保证机组的安全运行，还能够极大的降低运营成本。然而，由于涡轮机组的复杂特性，控制变量较多，逻辑关系复杂，不易发掘叶片裂纹的故障机理。此外，如果在涡轮机组进行叶片破坏性试验的话，容易造成整个机组报废，实验研究成本昂贵。因此，有必要对涡轮机组进行简化，并搭建逻辑关系清晰的实验台架，用于研究叶片裂纹长度参数的故障机理，确定叶片裂纹长度的安全阈值。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种用于研究在线识别涡轮机械叶片裂纹故障机理的装置，解决转子
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轴承
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叶片系统运行时叶片裂纹长度参数的安全阈值。
[0004]本专利技术的目的通过如下技术方案来实现：
[0005]一种涡轮机械叶片裂纹长度参数在线识别的实验装置，其特征在于：包括驱动电机、弹性联轴器、转子、滚动轴承、滚动轴承底座、叶盘、叶片、测速齿轮、底座、位移传感器、光码带、光电传感器、磁电流传感器、数据采集仪、上位机；驱动电机固定在底座上，驱动电机输出端依次连接光码带和弹性联轴器，弹性联轴器连接第一滚动轴承，第一滚动轴承与转子连接，叶片连接在叶盘上，叶盘固定连接在转子上，转子另一端连接第二滚动轴承，两个滚动轴承固定在滚动轴承底座上，测速齿轮安装在转子上；光电传感器位于弹性联轴器下方测量驱动器机输出轴信号，磁电流传感器位于测速齿轮下方测量转子信号，位移传感器位于第二滚动轴承上面测量转子的位移信号，光电传感器、磁电流传感器及位移传感器连接数据采集仪；数据采集仪连接上位机。
[0006]本专利技术还可以包括：
[0007]1、所述叶片存在长度参数可调整的裂纹。
[0008]2、所述数据采集仪和上位机显示的运行状态用来表征叶片裂纹长度参数的安全阈值。
[0009]本专利技术的有益效果在于：
[0010]本专利技术依据单一变量的原则，通过调整叶片裂纹的长度参数，测量并观察转子在
不同裂纹参数下的运行状态，实现在线识别叶片裂纹长度参数的安全阈值。
附图说明
[0011]图1为涡轮机械叶片裂纹长度参数在线识别实验装置示意图。
具体实施方式
[0012]下面结合附图对本专利技术做进一步描述。
[0013]根据图1，一种涡轮机械叶片裂纹长度参数在线识别的实验装置，其特征在于：包括驱动电机、弹性联轴器、转子、滚动轴承、滚动轴承底座、叶盘、叶片、测速齿轮、底座、位移传感器、光码带、光电传感器、磁电流传感器、数据采集仪、上位机；驱动电机固定在底座上，驱动电机输出端依次连接光码带和弹性联轴器，弹性联轴器连接第一滚动轴承，第一滚动轴承与转子连接，叶片连接在叶盘上，叶盘固定连接在转子上，转子另一端连接第二滚动轴承，两个滚动轴承固定在滚动轴承底座上，测速齿轮安装在转子上，叶片、转子和轴承组成转子
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叶片
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轴承系统；光电传感器位于弹性联轴器下方测量驱动器机输出轴信号，磁电流传感器位于测速齿轮下方测量转子信号，位移传感器位于第二滚动轴承上面测量转子的位移信号，光电传感器、磁电流传感器及位移传感器连接数据采集仪；数据采集仪连接上位机。
[0014]所述驱动电机为1PH8107
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1DF00
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2BA1型同步永磁电机；所述控制器为VFD25AMS43ANSAA型11Kw恒定转矩变频器；
[0015]所述弹性联轴器为高转速膜片联轴器；
[0016]所述转子为细长轴柔性转子；所述轴承为可调心双列球轴承；所述叶盘为可调节预紧力紧定叶盘；所述叶片为裂纹长度参数可变的矩形直叶片；
[0017]所述测速齿盘和光码带用于表征转子的瞬时转速；
[0018]所述的驱动电机和两个球轴承分别固定于对应的底座上，底座与大地固定连接；
[0019]所述的光电传感器通过测量电机输出端的脉冲信号，记录电机的运行状态；
[0020]所述的磁电传感器用于测量瞬时转速信号，通过测量测速齿轮的脉冲信号，记录转子的与运动状态；
[0021]所述的位移传感器通过测量转子的位移信号，记录转子的挠度状态；
[0022]所述的数据采集仪和上位机用于记录传感器的信号，可以实时在线记录及显示传感器采集的数据信号，通过观察信号的幅值判断系统的运行状态；所述的叶片包含不同长度参数的裂纹，当裂纹长度超过系统安全运行的极限值时，转子和电机输出端的脉冲信号幅值都将急剧增加；与此同时，转子的挠度也会超过容许的运动范围。将此时叶片的裂纹长度参数作为系统当前工况下的安全极限值。在实际工程中，为了保证复杂转子系统的安全运行，需要将安全极限值乘以一个安全系数后，获得系统叶片裂纹长度参数的安全阈值。
[0023]以上所述仅为本专利技术的优选实施例而已，并不用于限制本专利技术，对于本领域的技术人员来说，本专利技术可以有各种更改和变化。凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种涡轮机械叶片裂纹长度参数在线识别的实验装置，其特征在于：包括驱动电机、弹性联轴器、转子、滚动轴承、滚动轴承底座、叶盘、叶片、测速齿轮、底座、位移传感器、光码带、光电传感器、磁电流传感器、数据采集仪、上位机；驱动电机固定在底座上，驱动电机输出端依次连接光码带和弹性联轴器，弹性联轴器连接第一滚动轴承，第一滚动轴承与转子连接，叶片连接在叶盘上，叶盘固定连接在转子上，转子另一端连接第二滚动轴承，两个滚动轴承固定在滚动轴承底座上，测速齿轮安装在转子上；光电传感器位于弹性联轴器下...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈彬，赵靓珂，董烈祎，率志君，王东华，郭宜斌，李宏亮，李玩幽，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：