[发明专利]一种带叶栅结构的轴系扭振阻尼效应的测试装置及方法

说明书

本发明提供了一种带叶栅结构的轴系扭振阻尼效应的测试装置，包括基座，基座上设有转轴支座，转轴一端设于转轴支座上，转轴另一端设有扭振扰动部件，汽缸设于转轴中部，汽缸两侧分别设有第一惯性轮盘、第二惯性轮盘，测量模块设于扭振扰动部件、汽缸之间；扭振扰动部件包括设于转轴上的扰动部件支座，扭矩手轮同轴设于扰动部件支座前侧，扰动部件支座上设有卡块；测量模块包括传感器支架和伸出块；传感器支架设于基座上，用于安装电涡流位移传感器；伸出块同轴设于转轴上，作为电涡流位移传感器测量的基准。本发明还提供了一种带叶栅结构的轴系扭振阻尼效应的测试方法，可以研究不同叶片结构、不同流体工况对轴系扭振的阻尼效应。

技术领域

本发明涉及汽轮机扭振实验系统，尤其涉及一种带叶栅结构的轴系扭振阻尼效应的测试装置及方法。

背景技术

随着电力工业的发展，汽轮发电机组单机容量和功率密度不断增加，加之输电网络的大容量化、长距化和电力负荷的多样化，导致轴系较易发生扭振，对汽轮发电机组造成疲劳损伤甚至损坏，从而造成严重的经济损失甚至是安全事故。汽轮发电机组轴系扭振不同于轴系的弯曲振动，它具有很强的隐蔽性，主要表现在：即使扭振幅值很大，也很少能传递到地基上，现场人员很难发觉；而一旦轴系扭振增强到现场人员可以觉察的程度，轴系已经受到损坏。阻尼是影响轴系疲劳寿命的重要因素，其大小反映了振幅的衰减状态，而大型汽轮发电机组的轴系扭振是一种小阻尼谐振，一旦被激励起来，衰减很慢。可见，阻尼系数对扭振稳定性影响很大，在稳定性分析中它比模态振型和模态质量更重要，但它很难计算并且精度不高，现场测试是获得扭振模态阻尼比较好的方法。

目前国内还没有类似用于研究轴系扭振阻尼效应的带叶栅结构的实验装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于研究不同叶片结构、不同流体工况对轴系扭振的阻尼效应的测试装置及方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种带叶栅结构的轴系扭振阻尼效应的测试装置，其特征在于：包括基座，基座上设有转轴支座，转轴一端设于转轴支座上，转轴另一端设有扭振扰动部件，汽缸设于转轴中部，汽缸两侧分别设有第一惯性轮盘、第二惯性轮盘，测量模块设于扭振扰动部件、汽缸之间；

扭振扰动部件包括设于转轴上的扰动部件支座，扭矩手轮同轴设于扰动部件支座前侧，扰动部件支座上设有卡块；

测量模块包括传感器支架和伸出块；传感器支架设于基座上，用于安装电涡流位移传感器；伸出块同轴设于转轴上，作为电涡流位移传感器测量的基准。

优选地，所述扰动部件支座包括上扰动部件支座和下扰动部件支座，上扰动部件支座和下扰动部件支座盖合后的通孔为刀口形式，刀口直径大于所述转轴直径。

优选地，所述扭矩手轮上设有齿盘。

优选地，所述汽缸包括汽缸支座构成，汽缸支座设于基座上，用于支撑上汽缸、下汽缸，上汽缸、下汽缸配合安装在所述转轴上；上汽缸、下汽缸内壁设有衬套，动叶轮设于上汽缸、下汽缸内的转轴上，动叶栅连接动叶轮。

优选地，所述上汽缸、下汽缸和转轴之间通过汽封结构进行密封；上汽缸和下汽缸的配合面之间加垫橡胶垫。

优选地，所述汽缸上设有进气和排气接口；进气接口通过充气管路与流体源连接；排气接口安装旋拧阀。

优选地，所述转轴的末端通过键连接在转子支座上，转轴支座以悬臂形式支撑转轴。

本发明还提供了一种带叶栅结构的轴系扭振阻尼效应的测试方法，其特征在于：采用上述的带叶栅结构的轴系扭振阻尼效应的测试装置，步骤为：

步骤1：传感器检查：

调节电涡流位移传感器的探头与伸出块表面的距离，使所述探头的电压为电涡流位移传感器供电电压的中间值；