一种透平叶轮动应力和载荷综合测试试验平台制造技术

本实用新型专利技术公开了一种透平叶轮动应力和载荷综合测试试验平台，涉及透平试验技术领域；包括机架，所述机架上转动支撑有叶轮，所述叶轮具有动叶片；所述机架上装配有用于驱动叶轮旋转的气流驱动机构，所述气流驱动机构作用于动叶片；所述动叶片上设置有应变片和压力传感器，所述应变片和压力传感器上均连接有用于传输数据的数据线；所述叶轮机械传动连接有测功机

【技术实现步骤摘要】
一种透平叶轮动应力和载荷综合测试试验平台


[0001]本技术涉及透平试验
，尤其是一种透平叶轮动应力和载荷综合测试试验平台
。

技术介绍

[0002]透平是现代化国家的重要能源动力装备，运行安全性是透平设计时考虑的首要因素
。
大部分透平需要长时间在恶劣的环境下运行，叶轮承受较大的非定常动应力，对透平运行的安全性造成严重影响，动叶片出现裂纹甚至断裂是透平常见的事故之一
。
[0003]国内外主要电力装备生产企业普遍采用试验手段测试叶轮的频率特性，但针对叶轮动应力的测试却比较少，而实际机组一般不具备，也不允许增加叶轮动应力测点，因此叶轮动应力实测数据比较匮乏
。
有限元计算分析技术在近年得到了飞速的发展，成为透平技术研究的主要手段，但是叶轮表面动应力和载荷分布具有非定常性，且受到气流
、
转速
、
叶型
、
流型等多重因素的影响，计算分析难度大
、
准确性低
。
实测数据的匮乏和有限元分析的不确定性限制了叶轮动应力和载荷研究的发展，为透平的安全运行埋下了隐患，成为透平技术发展的瓶颈之一
。
[0004]所以，“如何精确测量叶轮表面动应力和载荷”是需要解决的问题
。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种透平叶轮动应力和载荷综合测试试验平台，可以实现各种进气参数和转速下，叶轮表面动应力和载荷的精确测量
。
[0006]本技术采用的技术方案如下：一种透平叶轮动应力和载荷综合测试试验平台，包括机架，所述机架上转动支撑有叶轮，所述叶轮具有动叶片；所述机架上装配有用于驱动叶轮旋转的气流驱动机构，所述气流驱动机构作用于动叶片；所述动叶片上设置有应变片和压力传感器，所述应变片和压力传感器上均连接有用于传输数据的数据线；所述叶轮机械传动连接有测功机
。
[0007]进一步地，所述气流驱动机构包括进气管和排气管，所述进气管与排气管之间设置有静叶环，沿着气流流动的方向，所述动叶片装配在静叶环之后
。
[0008]进一步地，所述进气管与排气管之间设置有导流段，所述导流段的两端分别与进气管
、
排气管弧形向外平滑过渡；所述静叶环和动叶片均装配于导流段内
。
[0009]进一步地，所述导流段与进气管之间依次布置有稳压段和扩张段，所述扩张段装配于稳压段与进气管之间，所述扩张段的两端分别为大径端和小径端，大径端的直径大于小径端的直径，所述大径端与稳压段密封连接，所述小径端与进气管密封连接
。
[0010]进一步地，所述进气管上设置有控制气流压力和流量的阀门
。
[0011]进一步地，还包括滑环，所述滑环具有旋转部件和静止部件，所述旋转部件固定在叶轮上跟随叶轮转动，并且所述数据线与旋转部件连接，所述旋转部件的旋转轴线与静止部件的轴线共线
。
[0012]进一步地，所述静止部件上连接有数据引线
。
[0013]进一步地，所述数据线固定于叶轮的表面
。
[0014]进一步地，所述叶轮通过联轴器与测功机连接
。
[0015]进一步地，所述叶轮与机架的连接位置设置有轴承
。
[0016]综上所述，由于采用了上述技术方案，本技术的有益效果是：
[0017]1、
本技术通过在动叶片上设置应变片和压力传感器，能够实时检测叶轮表面受到气流作用时承受的动应力和载荷，弥补叶轮实测数据匮乏的现有缺陷；
[0018]2、
本技术通过改变气流驱动机构中气流压力和流量，通过应变片和压力传感器，能够获得叶轮在受到不同的气流压力
、
流量的条件所承受的动应力和载荷；
[0019]3、
本技术将叶轮与测功机机械传动连接，能够测得叶轮的输出功率；并且测功机控制叶轮的转速，通过应变片和压力传感器，能够获得叶轮在不同转速下所承受的动应力和载荷；
[0020]4、
本技术通过测功机消耗叶轮输出的功，避免叶轮在测量时转速无限增大，保证测试安全
。
附图说明
[0021]本技术将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
[0022]图1为本技术的结构示意图；
[0023]图2为本技术公开的滑环安装示意图；
[0024]图3为本技术公开的数据线安装示意图；
[0025]图4为本技术数据引线布置示意图；
[0026]图中标记：1‑
叶轮；
101
‑
动叶片；2‑
进气管；
201
‑
阀门；3‑
扩张段；4‑
稳压段；5‑
导流段；6‑
静叶环；7‑
排气管；8‑
测功机；9‑
滑环；
91
‑
旋转部件；
92
‑
静止部件；
10
‑
联轴器；
11
‑
机架；
12
‑
应变片和压力传感器；
13
‑
数据线；
14
‑
数据引线
。
具体实施方式
[0027]本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和
/
或步骤以外，均可以以任何方式组合
。
[0028]本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换
。
即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已
。
[0029]实施例1[0030]如图1－图4所示，一种透平叶轮动应力和载荷综合测试试验平台，包括机架
11
，所述机架
11
上转动支撑有叶轮1，所述叶轮1具有动叶片
101
，动叶片
101
在来自气流驱动机构中气流驱动下能够旋转，从而使得叶轮1绕着自身轴线旋转；所述机架
11
上装配有用于驱动叶轮1旋转的气流驱动机构，所述气流驱动机构作用于动叶片
101
，改变气流驱动机构中气流压力和流量，通过应变片和压力传感器
12
，能够获得叶轮1在受到不同的气流压力
、
流量的条件所承受的动应力和载荷；所述动叶片
101
上设置有应变片和压力传感器
12
，所述应变片和压力传感器
12
上均连接数据线
13
，数据线
13
有用于传输数据，能够实时检测叶轮1表面
受到气流作用时承受的动应力和载荷，弥补叶轮1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种透平叶轮动应力和载荷综合测试试验平台，其特征在于：包括机架
(11)
，所述机架
(11)
上转动支撑有叶轮
(1)
，所述叶轮
(1)
具有动叶片
(101)
；所述机架
(11)
上装配有用于驱动叶轮
(1)
旋转的气流驱动机构，所述气流驱动机构作用于动叶片
(101)
；所述动叶片
(101)
上设置有应变片和压力传感器
(12)
，所述应变片和压力传感器
(12)
上均连接有用于传输数据的数据线
(13)
；所述叶轮
(1)
机械传动连接有测功机
(8)。2.
根据权利要求1所述的试验平台，其特征在于：所述气流驱动机构包括进气管
(2)
和排气管
(7)
，所述进气管
(2)
与排气管
(7)
之间设置有静叶环
(6)
，沿着气流流动的方向，所述动叶片
(101)
装配在静叶环
(6)
之后
。3.
根据权利要求2所述的试验平台，其特征在于：所述进气管
(2)
与排气管
(7)
之间设置有导流段
(5)
，所述导流段
(5)
的两端分别与进气管
(2)、
排气管
(7)
弧形向外平滑过渡；所述静叶环
(6)
和动叶片
(101)
均装配于导流段
(5)
内
。4.
根据权利要求3所述的试验平台，其特征在于：所述导流段
(5)
与进气管
(2)
之间依次布置有稳压段
(4)
...

【专利技术属性】
技术研发人员：白昆仑，杨长柱，黄元东，田朝阳，何斌，卢中俊，张德昭，朱莹，陈洪粉，
申请(专利权)人：东方电气集团东方汽轮机有限公司，
类型：新型
国别省市：