[发明专利]一种叶片-涂层机匣的碰摩实验装置

说明书

技术领域

本发明属于叶片故障实验模拟技术领域，特别是涉及一种叶片-涂层机匣的碰摩实验装置。

背景技术

对于旋转机械而言，转定子碰摩是一种常见而又极易引起机械失效的故障，而作为转定子碰摩的一个特例：叶片与机匣之间的碰摩，由于叶片切向速度高、碰撞能量大，更易产生弯曲变形，从而导致叶片局部损伤，如叶片掉角和叶根高周疲劳等故障现象。现有的碰摩实验装置多为单摆碰摩实验装置，该种实验装置模拟的碰摩状况与现实的碰摩状况不符；还有通过调整螺钉数目的变化进行碰摩实验的装置，该种实验装置可以实现点碰摩、局部碰摩和整周碰摩，但其也不能很好的模拟真实的碰摩状况。另外，以上碰摩实验装置均不能准确的确定侵入量的多少，不能准确的测试出三个方向的碰摩力大小，不能测试不同涂层材料下的碰摩状况。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种可以较为真实地模拟叶片与涂层机匣碰摩过程的叶片-涂层机匣的碰摩实验装置。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案，一种叶片-涂层机匣的碰摩实验装置，包括底座，在底座上分别设置有叶片旋转系统、涂层机匣进给系统及测试系统；

所述叶片旋转系统包括转轴和设置在电机支座上的电机，所述电机支座固定设置在底座上，所述转轴通过轴承及轴承支架设置在底座上；转轴的一端通过联轴器与电机的输出轴固定连接，在所述转轴上固定设置具有叶片安装槽的转盘；

所述涂层机匣进给系统包括具有导轨的导轨支撑，所述导轨支撑固定设置在底座上；在所述导轨的上方设置具有连接板的滑台，滑台的下端设置在导轨支撑的导轨内；在所述导轨支撑的上方或底座的上方设置有丝杠，所述丝杠与导轨平行设置，丝杠通过丝杠支撑轴承设置在导轨支撑上或底座上；所述丝杠的丝杠螺母与滑台固定连接，丝杠的一端与伺服电机的输出轴固定连接；

所述测试系统包括三维测力传感器、无线遥测应变仪、加速度信号测试装备及高速摄影机，所述三维测力传感器固定设置在连接板面向叶片一侧的外侧壁上。

所述转盘通过止动垫片固定设置在转轴上。

在所述转轴非电机侧的轴承外端设置有轴承盖。

为了便捷安装，在所述底座的上表面设置有T型槽，所述轴承支架、电机支座及导轨支撑均固定设置在底座的T型槽内。

本发明的有益效果：

(1)本发明采用三维测力传感器测量三个方向的碰摩力，分析不同侵入量、侵入速率和不同涂层材料、涂层厚度等参数对碰摩力的影响规律；通过涂层机匣进给系统精确的控制侵入量，通过叶片旋转系统精确的控制叶片转速，能够较好的模拟真实碰摩情况；

(2)本发明可以检测不同涂层材料对叶片的影响，以及测量叶片刮削涂层后，叶片和涂层的磨损形式及程度，能够为机匣涂层提供参考；

(3)本发明的叶片安装槽与叶片采用榫连结构进行连接，可以更换叶片；

(4)本发明的涂层机匣进给系统能够达到很高的精度，进给精度1μm/进给步；

(5)本发明在底座的上表面设置有T型槽，可以实现叶片旋转系统和涂层机匣进给系统的便捷安装，以及两个系统的相对移动，实现叶片局部碰摩等。

附图说明

图1为本发明的叶片-涂层机匣的碰摩实验装置的结构示意图；

图中，1—电机，2—联轴器，3—轴承，4—叶片，5—轮盘，6—止动垫片，7—转轴，8—轴承盖，9—轴承支架，10—隔板，11—三维测力传感器，12—丝杠，13—丝杠支撑轴承，14—支撑板，15—导轨支撑，16—伺服电机，17—导轨，18—底座，19—滑台，20—连接板，21—电机支座，22—涂层机匣。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1所示，一种叶片-涂层机匣的碰摩实验装置，包括底座18，在底座18上分别设置有叶片旋转系统、涂层机匣进给系统及测试系统；

所述叶片旋转系统包括转轴7和设置在电机支座21上的电机1，所述电机支座21固定设置在底座18上，所述转轴7通过轴承3及轴承支架9设置在底座18上；转轴7的一端通过联轴器2与电机1的输出轴固定连接，在所述转轴7上固定设置具有叶片安装槽的转盘5，叶片4与叶片安装槽采用榫连结构进行连接；