[发明专利]一种精确可控非接触试件旋转式磁场疲劳激振与测振装置

摘要

本发明提供一种精确可控非接触试件旋转式磁场疲劳激振与测振装置，包括减振绝缘夹具、减振器、动平衡装置、激振器、电磁压电耦合测振传感器、试验台、传动装置和精确调控装置。这种激振与测振装置适用于旋转类试件，特别是风电叶片，发动机、涡轮机叶片，直升机旋翼、尾桨等叶片类的振动特性研究；这种装置可以分别地且非常逼真地模拟旋转类试件在360°全方位、相同转速不同激振力、相同激振力不同转速、不同转速不同激振力条件下的振动疲劳状态；而且通过所提供的振动测试装置，可以时刻地监测试件的激振力、振动位移、振动速度、振动加速度等相关的振动特性参数。此外，本发明也适用于静止类试件的振动疲劳特性分析。

主权项

一种精确可控非接触试件旋转式磁场疲劳激振与测振装置，其特征在于：包括减振绝缘夹具（2）、减振器（3）、动平衡装置（4）、激振器（7）、电磁压电耦合测振传感器（8）、试验台（14）、传动装置和精确调控装置；所述试验台（14）的台面上安装电磁铁支撑架（11）；所述电磁铁支撑架（11）上设置有激振器夹紧平台（9）和电磁压电耦合测振传感器夹紧平台（10）；所述激振器（7）包括一个空心的圆柱型铁芯的电磁铁；所述电磁压电耦合测振传感器（8）包括弹性薄钢片（44）、压电陶瓷片（45）、压电处理器（46）、压缩弹簧Ⅱ（47）和压力传感器（49）；所述压电陶瓷片（45）粘接在弹性薄钢片（44）的下表面；所述压电处理器（46）连接在压电陶瓷片（45）的下表面；所述弹性薄钢片（44）、压电陶瓷片（45）和压电处理器（46）各自的中心都具有竖向贯穿的通孔；所述激振器（7）的电磁铁装夹在电磁铁夹具（39）上；所述电磁铁夹具（39）上的电磁铁夹具孔（42）内放置压缩弹簧Ⅱ（47）；法兰螺栓Ⅳ（48）先穿套环形的压力传感器（49），再依次穿过压缩弹簧Ⅱ（47）、电磁铁夹具孔（42）和激振器夹紧平台（9）的夹紧平台螺栓孔（901），最后法兰螺栓Ⅳ（48）的螺纹轴段（4802）固接在夹紧平台螺栓孔（901）内；所述压缩弹簧Ⅱ（47）通过预压力处于微压状态，下端与阶梯孔Ⅰ（4201）台阶面始终接触，上端与压力传感器（49）也始终接触；所述弹性薄钢片（44）位于激振器（7）的下方；所述弹性薄钢片（44）通过螺栓固定在电磁压电耦合测振传感器夹紧平台（10）上；所述激振器（7）、弹性薄钢片（44）、压电陶瓷片（45）和压电处理器（46）各自中心的通孔的轴线位于同一直线上，供传动装置的输出轴（6）自下而上地从激振器（7）的上端穿出；所述输出轴（6）的上端连接自锁丝杆（5）；所述自锁丝杆（5）的上端安装减振器（3）；所述减振器（3）上安装减振绝缘夹具（2）；所述减振绝缘夹具（2）上具有一个圆柱状的夹具接头（26）；所述夹具接头（26）上具有一段用于连接减振器（3）的螺纹；所述减振器（3）包括上弹性钢圈（30）、下弹性钢圈（29）、钢圈连接器（34）、丝杆接头（31）和减振弹簧Ⅰ（32）；所述丝杆接头（31）呈圆柱状，它的轴线上开有一个与自锁丝杆（5）配合的螺纹孔；所述丝杆接头（31）的周向侧面上具有四个凸起的圆台（3101）；这四个圆台（3101）在正交方向上两两相对布置；每个圆台（3101）的轴线上开有一个螺纹孔，该螺纹孔径向贯穿丝杆接头（31）的侧壁；所述上弹性钢圈（30）开有四个径向贯穿的螺纹孔，这四个螺纹孔在正交方向上两两相对；所述下弹性钢圈（29）开有若干轴向贯穿的阶梯孔，它的侧壁上还开有两个与夹具接头（26）相配合且对称布置的螺纹连接孔（36）；所述钢圈连接器（34）由底板和耳座板组成；所述耳座板竖向连接在底板上，其中耳座板上开有横向贯穿的通孔，底板上开有两个竖向贯穿的通孔；所述丝杆接头（31）位于上弹性钢圈（30）的内腔中，其上的四个圆台（3101）与上弹性钢圈（30）上的四个螺纹孔一一对应；所述上弹性钢圈（30）的外侧连接四个钢圈连接器（34）；法兰螺栓Ⅰ（35）依次穿过钢圈连接器（34）的耳座板上的通孔、上弹性钢圈（30）的螺纹孔和圆台（3101）轴线上的螺纹孔，将它们固连在一起；所述下弹性钢圈（29）通过钢圈连接器（34）连接在上弹性钢圈（30）的下方；所述下弹性钢圈（29）的阶梯孔内放置减振弹簧Ⅰ（32）；法兰螺栓Ⅱ（37）依次穿过钢圈连接器（34）的底板上的通孔、减振弹簧Ⅰ（32）和下弹性钢圈（29）上的阶梯孔，将它们固连在一起；所述减振弹簧Ⅰ（32）的下端与阶梯孔的台阶面接触，上端与钢圈连接器（34）的下表面接触；两个减振绝缘夹具（2）对称安装在下弹性钢圈（29）的两侧；其中一个减振绝缘夹具（2）上装夹试件（1），另一个减振绝缘夹具（2）上装夹动平衡装置（4）；所述精确调控装置通过计算机的分析和处理，用于调节试件（1）与激振器（7）的距离、输出轴（6）的转速和激振器（7）的电流。