一种燃气轮机动叶片振动激励和频率检查系统及方法技术方案

本发明专利技术的目的在于提供一种燃气轮机动叶片振动激励和频率检查系统及方法，包括声源振荡器、振动激励器、液压泵、液压夹紧装置、电容麦克风、示波器、频率计、主控振荡器，试验动叶固定在试验夹紧器中，试验夹紧器安装在液压夹紧装置里，液压泵通过工程压力计连接液压夹紧装置，声源振荡器连接振动激励器，振动激励器安装在液压夹紧装置上并与试验夹紧器相接触，电容麦克风位于试验动叶旁，电容麦克风通过麦克风前置放大器连接示波器，频率计通过主控振荡器连接示波器。本发明专利技术可以为叶片频率测量试验提供长期稳定宽范围的振动源。液压泵出口处安装有工程压力计，可以排除因夹紧力过大或过小造成的测量误差。小造成的测量误差。小造成的测量误差。

【技术实现步骤摘要】
一种燃气轮机动叶片振动激励和频率检查系统及方法


[0001]本专利技术涉及的是一种燃气轮机检测系统及检测方法，具体地说是燃气轮机动叶片检测系统及检测方法。

技术介绍

[0002]燃气轮机动叶是燃气轮机输出功率的关键部件，一方面，其结构和承受载荷情况十分复杂，这使得燃气轮机动叶在燃气轮机的研制、试验和使用过程中，振动问题十分突出。因此为预计叶片振动特性，寻找振动原因，排除振动故障，必须测定叶片振动特性参数。另一方面，叶片的振动特性在设计中主要表现为叶片的固有频率计算。而在实际生产加工过程中，最终加工成型的叶片和有限元理论建模所使用的叶片模型始终有偏差，并且有限元理论计算是基于理想状态模拟叶片的运行和真实的运行状态存在差别，这导致计算结果和实际测量结果存在差异，因此通过试验的方法测定叶片振动特性参数是十分必要的。
[0003]现有公开的测量方式主要有锤击法测定频率，该方法主要通过力锤敲击叶片，记录冲力和叶片的响应。然后借助于小型电子计算机的快速傅氏变换，迅速测定结果，经过数据处理再得到模拟参数。锤击法的关键步骤是数据处理和数据采集，它需要用一台高精度的试验分析仪。然而，该类种仪器产业化应用较少，大多用于高校的实验室研究。另一种方法是叶片固有频率测量时采用氮气激振系统，以氮气瓶作为气源供气，使用氮气减压表将每个氮气瓶的高压氮气减压后通过储气罐和橡胶管将氮气输送至喷嘴进行激振。由于动平衡筒体内空间有限，筒体内布置的氮气瓶数量也就有限，试验时经常需要停机更换氮气瓶，经常的启停可能对试验结果产生影响；同时其以氮气瓶作为气源供气无法长期提供高压力、高稳定性的气体，这导致激振系统无法产生稳定的振动源，从而影响测量结果。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供可以提供长期稳定的振动源和易实现的燃气轮机动叶振动激励和频率检查方式的一种燃气轮机动叶片振动激励和频率检查系统及方法。
[0005]本专利技术的目的是这样实现的：
[0006]本专利技术一种燃气轮机动叶片振动激励和频率检查系统，其特征是：包括声源振荡器、振动激励器、液压泵、液压夹紧装置、电容麦克风、示波器、频率计、主控振荡器，试验动叶固定在试验夹紧器中，试验夹紧器安装在液压夹紧装置里，液压泵通过工程压力计连接液压夹紧装置，声源振荡器连接振动激励器，振动激励器安装在液压夹紧装置上并与试验夹紧器相接触，电容麦克风位于试验动叶旁，电容麦克风通过麦克风前置放大器连接示波器，频率计通过主控振荡器连接示波器。
[0007]本专利技术一种燃气轮机动叶片振动激励和频率检查方法，其特征是：
[0008](1)试验动叶安装到试验夹紧器中固定，在安装过程中避免试验动叶与试验夹紧器发生磕碰；
[0009](2)液压泵出口处安装的工程压力计检测液压夹紧装置的压力值设定为与试验动
叶的夹紧力要求值是否相符，以排除因夹紧力过大或过小造成的测量误差；
[0010](3)通过声源振荡器向振动激励器发出信号，调节声源振荡器的频率，在示波器的屏幕上监测试验动叶振动信号的振幅，使试验动叶形成共振；
[0011](4)通过电容麦克风收集试验动叶发出的振动信号，通过麦克风前置放大器进行放大后传递给示波器；
[0012](5)调节主控振荡器的频率，使试验动叶的振动频率与主控振荡器的信号频率相吻合，示波器屏幕上保持稳定显示水平轴线旋转频率不大于1Hz的椭圆；
[0013](6)读取频率计上显示的试验动叶频率值，将结果记录在频率检查测量报告中。
[0014]本专利技术一种燃气轮机动叶片振动激励和频率检查方法还可以包括：
[0015]1、步骤(1)中，如若发生磕碰，立刻终止安装，待试验动叶进行荧光检查合格后，再次进行安装。
[0016]2、步骤(3)中，声源振荡器的工作频率范围在20～2
×
104Hz之间，按频率平稳解谐的范围在1.5％以内。
[0017]3、步骤(4)中，电容麦克风频率测量范围在4～2
×
104Hz之间，示波器的频率测量范围在0.1～5.5
×
106Hz之间，振幅特性曲线的非线性值在10％以内。
[0018]4、步骤(6)中，频率计的频率测量范围在0.1～1
×
108Hz之间，测量误差在0.1％以内。
[0019]本专利技术的优势在于：
[0020]1、本专利技术以工作频率范围在20～2
×
105Hz之间的声源振荡器作为振动源，可以为叶片频率测量试验提供长期稳定宽范围的振动源。
[0021]2、液压泵出口处安装有工程压力计，可以检测液压系统中的压力值设定与试验对象(动叶)的夹紧力要求值是否相符，从而排除因夹紧力过大或过小造成的测量误差。
附图说明
[0022]图1为本专利技术的结构示意图。
具体实施方式
[0023]下面结合附图举例对本专利技术做更详细地描述：
[0024]结合图1，本专利技术公开的一种燃气轮机动叶片振动激励和频率检查系统，它包括声源振荡器1、振动激励器2、频率计3、示波器4、电容麦克风5、麦克风前置放大器6、试验对象(动叶)7、试验夹紧器(叶片夹紧器)8、主控振荡器9、工程压力计10、液压泵11、液压夹紧装置12。
[0025]试验动叶7固定在试验夹紧8器中，试验夹紧器8安装在液压夹紧装置12里，液压泵11通过工程压力10计连接液压夹紧装置12，声源振荡器1连接振动激励器2，振动激励器2安装在液压夹紧装置12上并与试验夹紧器8相接触，电容麦克风5位于试验动叶7旁，电容麦克风5通过麦克风前置放大器6连接示波器4，频率计3通过主控振荡器9连接示波器4。
[0026]本专利技术燃气轮机动叶片振动激励和频率检查方法包括如下步骤：
[0027]步骤1，所述试验对象(动叶)7应安装到所述试验夹紧器(叶片夹紧器)8中固定，在安装过程中应避免试验对象(动叶)7与试验夹紧器(叶片夹紧器)8发生磕碰。如若发生磕
碰，应立刻终止安装，待试验对象(动叶)7进行荧光检查合格后，方可再次进行安装。
[0028]步骤2，所述液压泵11出口处应安装有所述工程压力计10，用以检测液压系统中的压力值设定为与所述试验对象(动叶)7的夹紧力要求值是否相符，以排除因夹紧力过大或过小造成的测量误差。
[0029]步骤3，借助所述声源振荡器1向所述振动激励器2发出信号。调节声源振荡器1的频率，在所述示波器4的屏幕上监测试验对象(动叶)7振动信号的振幅，使试验对象(动叶)7形成共振。声源振荡器1的工作频率范围应在20～2
×
104Hz之间，按频率平稳解谐的范围应在1.5％以内。
[0030]步骤4，借助所述电容麦克风5收集试验对象(动叶)7发出的振动信号，通过所述麦克风前置放大器6进行放大后传递给所述示波器4。电容麦克风5波器频率测量范围应在4～2
×
104Hz之间。示波器4的频率测量范围应在0.1～5.5
×
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃气轮机动叶片振动激励和频率检查系统，其特征是：包括声源振荡器、振动激励器、液压泵、液压夹紧装置、电容麦克风、示波器、频率计、主控振荡器，试验动叶固定在试验夹紧器中，试验夹紧器安装在液压夹紧装置里，液压泵通过工程压力计连接液压夹紧装置，声源振荡器连接振动激励器，振动激励器安装在液压夹紧装置上并与试验夹紧器相接触，电容麦克风位于试验动叶旁，电容麦克风通过麦克风前置放大器连接示波器，频率计通过主控振荡器连接示波器。2.一种燃气轮机动叶片振动激励和频率检查方法，其特征是：(1)试验动叶安装到试验夹紧器中固定，在安装过程中避免试验动叶与试验夹紧器发生磕碰；(2)液压泵出口处安装的工程压力计检测液压夹紧装置的压力值设定为与试验动叶的夹紧力要求值是否相符，以排除因夹紧力过大或过小造成的测量误差；(3)通过声源振荡器向振动激励器发出信号，调节声源振荡器的频率，在示波器的屏幕上监测试验动叶振动信号的振幅，使试验动叶形成共振；(4)通过电容麦克风收集试验动叶发出的振动信号，通过麦克风前置放大器进行放大后传递给示波器；(5)调节主控振荡器的频率，使试验动叶的振动频率与主控振荡器的信号频率相吻...

【专利技术属性】
技术研发人员：林洪飞，徐波，马涛，舒春英，李翔宇，刘宇，牛夕莹，李涛，
申请(专利权)人：中船重工龙江广瀚燃气轮机有限公司，
类型：发明
国别省市：