[发明专利]一种旋转阻尼叶片振动磁激振模化试验装置

说明书

本发明公开了一种旋转阻尼叶片振动磁激振模化试验装置，包括阻尼叶盘系统、电磁激振装置和测振装置等；不同于传统直板叶片，本发明提供的阻尼叶盘系统的叶片由实际阻尼叶片按照相似准则模化而来，改变电磁激振装置安装个数和加载电流方式，对不同节径数进行轮系振动；为避免阻尼叶片叶顶的阻尼围带对测量结果造成干扰，调整位移传感器安装位置，并通过数据计算获得真实振动特征参数。本发明所测结果能够较准确地反映真实阻尼叶片的振动特性，并且能够对具有不同阻尼结构、不同形状、不同参数的阻尼叶片进行测量，为进一步研究阻尼叶片的模态特性以及阻尼减振特性提供有力工具。

技术领域

本发明属于试验装置技术领域，具体涉及一种旋转阻尼叶片振动磁激振模化试验装置。

背景技术

透平机械是一种通过旋转叶片与流体相互作用来进行能量转换的动力机械，其旋转叶片易在气流冲击下产生受迫振动，在某些特定频率的气流冲击下叶片共振幅值较大，易引发叶片高周疲劳失效甚至断裂，威胁到整个透平机组的安全。为了对这种叶片受迫振动现象进行研究，设计人员常利用旋转叶片试验台对透平叶片的振动参数进行测量，从而对叶片的振动特性、模态特性等进行研究，为设计具有更佳减振性能的透平叶片提供试验参考数据。

为削减透平叶片的共振幅值，提升设备安全性，工程实际中设计人员常使用诸如缘板阻尼、阻尼围带等各类摩擦阻尼件来削减叶片振动幅值，这些阻尼结构的非线性特性使得本就复杂的叶片振动研究更加困难。并且以往的旋转叶片振动测量试验台多为直板叶片试验台，不具备对这种具有复杂阻尼结构的阻尼叶片振动进行测量的结构和方法，获得的实验数据参考价值有限。此外，由于阻尼围带的存在，在目标频率区间内传统的用于旋转叶片振动测量的叶尖定时测振方法也难以测得明显的阻尼叶片振动信号。因此，有必要设计一种能够有效测得实际旋转阻尼叶片的振动信号的装置以及测振方法，为实际阻尼叶片振动研究以及数值计算提供参考，有利于进一步验证并完善阻尼叶片振动理论。

发明内容

本发明的目的在于针对目前实际旋转阻尼叶片振动信号测定试验装置的缺乏，提供了一种旋转阻尼叶片振动磁激振模化试验装置，其激振方式为永磁铁激振，通过安装的光纤传感器监测叶片振动以及转速变化情况。以叶尖定时测振算法为基础，最终能够有效测得实际旋转阻尼叶片的模态及阻尼减振特性，为进一步研究实际阻尼叶片的振动特性提供有力工具。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种旋转阻尼叶片振动磁激振模化试验装置，包括基础台架、驱动与传动装置、阻尼叶盘系统、测量台架、电磁激振装置以及测振装置；其中，

驱动与传动装置和测量台架在基础台架上，驱动与传动装置用于带动阻尼叶盘系统旋转；电磁激振装置和测振装置安装在测量台架上；

阻尼叶盘系统包括阻尼叶片、缘板阻尼块和轮盘，阻尼叶片顶部设置有阻尼围带，叶根为枞树形，采用导磁材料制成；阻尼叶片沿轴向安装到轮盘上，轮盘上开槽，槽内在每相邻两个阻尼叶片之间安装有缘板阻尼块；轮盘中心部分开设有圆台状的安装孔，用以将轮盘安装在驱动与传动装置的输出端上；

测量台架包括测量架和刻度盘，测量架安装在基础台架上，刻度盘安装在测量架上，其上的刻度确定各器件的安装角度，刻度盘上开设有螺孔，用于安装电磁激振装置，刻度盘上开设有螺孔，用于安装电磁激振装置；

电磁激振装置和测振装置均安装在测量架上，电磁激振装置由一绕有线圈的永磁铁构成，在线圈中通入直流电能够强化磁场永磁铁产生的磁场，进而对旋转叶片产生作用力；

测振装置包括通过传感器安装架固定在测量架上的多个光纤位移传感器以及1个转速光纤位移传感器，转速光纤位移传感器用于测定驱动与传动装置的输出端转速，多个光纤位移传感器用于测量叶片到达时间。

本发明进一步的改进在于，基础台架包括底部支架、试验平台、电机座、轴承座以及安装在外部的防护罩，试验平台安装在底部支架，试验平台上开设有槽孔，用于安装电机座、轴承座以及防护罩。