[发明专利]一种旋转状态下的风机叶片的径向力测量装置

说明书

本发明涉及一种旋转状态下的风机叶片的径向力测量装置，属于测试试验平台领域。径向力测量装置包括叶片驱动系统与测试系统；叶片驱动系统包括旋转驱动轴及旋转驱动电机；测试系统包括信号传输线路、数据采集设备及两个以上的检测单元；其中，检测单元包括测力架、支撑轴承、三个以上用于将支撑轴承悬空地支撑在测力架上的位置调节支杆及压于位置调节支杆与支撑轴承的外圈之间的拉力传感器；两个以上的检测单元上的支撑轴承的内圈过盈配合地套装在旋转驱动轴外；在旋转驱动轴的轴向上，相邻两个检测单元之间间距预定间距。基于前述结构的改进，能实现对叶片径向力测量的同时，减少对旋转驱动轴的改造，可广泛应用于风机叶片等设计领域。

技术领域

本发明涉及测试试验平台，具体地说，涉及一种旋转状态下的风机叶片的径向力测量装置。

背景技术

在风机类叶轮机械中，由于风机叶片自身的动不平衡以及旋转过程中与空气介质间的耦合作用，使处于运转过程中的叶片受力异常复杂，容易引起振动和噪声，严重时甚至会降低风机的运行稳定性。

叶片的径向力，作为轴刚度、耐磨环间隙及轴承载荷的重要确定参数，其的测量对叶片设计具有重要的指导意义，由于受限于测量传感器的安装及信号的传输，对风机叶片的径向受力的测量仅在静止状态下进行测量。

为了解决上述技术问题，本申请人申请了名称为一种旋转驱动轴激振力及叶轮激振力的测量方法，申请号为CN2018114433961的专利申请，其采用导电滑环与埋设在轴内的信号线进行构建，以解决了信号传输的技术问题，并采用贴设在旋转驱动轴上的应变片测量旋转驱动轴的形变而反应风机叶片的受力情况，其对旋转驱动轴的结构要求较高，且要对旋转驱动轴进行较大的结构改进。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种旋转状态下的风机叶片的径向力测量装置，不仅能更好地对叶片径向力的测量，且能尽量地减少对旋转驱动轴结构的改造。

为了实现上述主要目的，本发明提供风机叶片的径向力测量装置包括底座及安装在底座上的叶片驱动系统与测试系统；叶片驱动系统包括旋转驱动轴及通过柔性联轴器从一轴端驱使旋转驱动轴转动的旋转驱动电机；旋转驱动轴的另一轴端用于可拆卸地安装待测叶片；测试系统包括检测设备、信号传输线路及数据采集设备；检测设备包括两个以上的检测单元；检测单元包括测力架、支撑轴承、三个以上用于将支撑轴承悬空地支撑在测力架上的位置调节支杆及压于位置调节支杆与支撑轴承的外圈之间的拉压力传感器；拉压力传感器通过信号传输线路向数据采集设备输出检测信号；两个以上的检测单元上的支撑轴承的旋转轴线大致共线布置，且它们的内圈过盈配合地套装在旋转驱动轴外；在旋转驱动轴的轴向上，相邻两个检测单元之间间距为预定间距。

在旋转驱动轴外至少套装两个间隔预设间距的支撑轴承，不仅能为旋转驱动轴提供可转动支撑，以能更好将径向力传递至轴承外圈上，且利用外圈与内圈之间的隔离作用，能通过布设在轴承外圈上的拉压力传感器实现径向力检测；由于旋转驱动轴通常都需要利用支撑轴承进行可转动的安装，能有效地减少对旋转驱动轴的结构改造；并基于柔性联轴器的传动连接，能有效地对旋转驱动电机的径向力的隔离，以提高检测精度。

具体的方案为有两个检测单元的支撑轴承布置在旋转驱动轴的轴向中间位置的两侧。以更好进行力的平衡，尽量避免旋转驱动轴的受力倾斜布置。

另一个具体的方案为检测单元的数量为两个；支撑轴承为深沟球轴承。

再一个具体的方案为旋转驱动轴上设有轴肩，位于同一检测单元上的支撑轴承构成轴承组，轴承组的一个外侧轴承内圈的外端面抵靠轴肩，另一个外侧轴承内圈的外端面由卡合在旋转驱动轴的卡槽上的卡簧所止挡。