[发明专利]一种高速旋转叶轮的电磁谐波激振装置

说明书

技术领域：

本发明涉及一种高速旋转叶轮振动试验装置，特别涉及一种高速旋转叶轮的电磁谐波激振装置。

背景技术：

旋转叶轮振动试验技术为汽轮机、燃气轮机等叶轮机械设计提供重要的试验数据依据，是叶轮设计及试验技术领域的关键技术之一。随着叶轮振动与结构强度设计技术的发展及对叶轮振动安全性研究的不断深入，对旋转叶轮振动测试系统工作的安全性、可靠性和准确性提出了更高要求。

旋转叶轮振动测量分为接触式和非接触式两类。接触式测量方法指在旋转叶轮上黏贴拾振应变计直接获取叶轮的振动信息，该方法具有成熟可靠、精确、抗干扰能力强等优点。非接触式测量指通过电涡流传感器或者激光传感器间接分析旋转叶轮的振动信息，非接触测量方法具有安装方便、不影响气动性能等优点。

随着叶轮机械不断向大功率、高效率方向发展，对高速旋转状态下叶轮振动测试技术的要求也不断提高，无论采用接触式或者非接触式的旋转叶轮振动测量方法，都需要对旋转叶轮进行激振，而传统向旋转叶轮喷射氮气的激振方式，只能提供恒定激振力，不能对旋转叶轮施加正弦激振力，并且试验过程中氮气激振会影响测试环境的真空度，随着激振气流的不断增加，叶轮对气流做功，使得气温升高，引起试验设备超温等不利因素。

目前，旋转叶轮振动测试系统利用氮气喷射激振的方式，这种方式存在如下问题：1、氮气激振会影响试验真空筒体内的真空度；2、会造成试验筒体内温度升高；3、每次试验需要提前储备氮气，成本较高；4、氮气压力有损失，激振力减小；5、试验中需要人工多次开关氮气罐阀门，不方便。

发明内容：

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供了一种高速旋转叶轮的电磁谐波激振装置。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种高速旋转叶轮的电磁谐波激振装置，包括真空筒体，以及安装在真空筒体内的前置摆架和后置摆架，两个摆架上设置有转轴，该转轴的一端伸出至前置摆架外并与设置在真空筒体外的驱动电机输出轴相连，两个摆架之间的转轴上设置有叶轮；

真空筒体内还包括对称设置在叶轮两侧的电磁激振器支架，电磁激振器支架在靠近叶轮的两个端面上均设置有上半圆环和下半圆环，若干组电磁激振器周向均匀布置在叶轮两侧的上半圆环和下半圆环上，其中相对于叶轮对称设置的两个电磁激振器为一组；

真空筒体外设置有信号发生器，信号发生器输出端分别与若干并联设置的功率放大器输入端相连，每个功率放大器输出端通过引线与对应的一组电磁激振器相连。

本发明进一步的改进在于：转轴的一端通过联轴器与设置在真空筒体外的驱动电机输出轴相连。

本发明进一步的改进在于：真空筒体的侧壁上开设有真空筒体引线孔，每条引线均通过真空筒体引线孔引入真空筒体内。

本发明进一步的改进在于：信号发生器输出端与对应一个功率放大器输入端之间还设置有一个移相器。

本发明进一步的改进在于：每个电磁激振器均包括电磁铁安装盒，设置在电磁铁安装盒内的U型电磁铁，缠绕在U型电磁铁上的绕线，以及用于封闭电磁铁安装盒的电磁铁固定盖板，U型电磁铁上的绕线通过二极管与对应的功率放大器相连。

本发明进一步的改进在于：真空筒体内安装有两个平行设置的摆架轨道，前置摆架和后置摆架分别安装在该两个摆架轨道上。

本发明进一步的改进在于：电磁激振器支架包括固定在摆架轨道上的支架底座，以及相对于叶轮由高至低对称固定在支架底座上第一级支架、第二级支架以及第三级支架，三级支架之间通过斜拉固定杆和横向固定杆加强紧固，上半圆环和下半圆环分别通过顶部纵向固定杆和底部纵向固定杆安装在对应电磁激振器支架的第一级支架上。

本发明进一步的改进在于：第一级支架包括上下平行设置的第一级支架横梁、第一级支架底座横梁以及对称设置在两个横梁左右两端的第一级支架立柱。

本发明进一步的改进在于：第一级支架还包括固定在第一级支架底座横梁上用于加强下半圆环的第一级支架底部纵向固定杆支撑腿，固定在第一级支架立柱上用于加强第一级支架底部纵向固定杆支撑腿的第一级支架底部横向固定杆，以及固定在第一级支架立柱上用于加强上半圆环的第一级支架横向固定杆。

相对于现有技术，本发明具有如下的技术效果：