[發(fā)明專利]具有圍帶和凸臺拉金結(jié)構(gòu)汽輪機(jī)葉片的測試裝置

有效

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• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號: CN103743556A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝永慧;袁瑞山;張荻
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 蔡和平

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及實(shí)驗(yàn)裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有圍帶和凸臺拉金結(jié)構(gòu)汽輪機(jī)葉片的測試裝置。

【背景技術(shù)】

汽輪機(jī)作為電力行業(yè)、工業(yè)原動力和船舶驅(qū)動的重要動力裝置，其安全可靠性對于國民經(jīng)濟(jì)和國家安全至關(guān)重要。運(yùn)行實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，葉片損壞是造成汽輪機(jī)事故的主要原因，而大多數(shù)的葉片損壞是由葉片振動疲勞引起的。

常用的保證葉片振動安全性的方法是避開葉片的固有振動頻率或增加葉片的振動阻尼，發(fā)展帶有阻尼圍帶和凸臺拉金的阻尼葉片是一種行之有效的方法。干摩擦阻尼具有很強(qiáng)的非線性，沒有一種模型能夠準(zhǔn)確的描述所有的阻尼特性，對于實(shí)際旋轉(zhuǎn)起來的葉片之間的阻尼機(jī)理更是了解甚少。目前對于金屬摩擦阻尼的研究也主要是局限于對于非旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)下阻尼特性的研究，幾乎沒有實(shí)際旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)下葉片阻尼結(jié)構(gòu)的研究。主要原因有以下兩方面：一方面，非旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)下的金屬阻尼特性仍有待于進(jìn)一步清楚的認(rèn)識，學(xué)者們主要集中精力于研究此系統(tǒng)下的金屬阻尼特性；另一方面，在真實(shí)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下對葉片的阻尼振動特性進(jìn)行測試難度大，并且費(fèi)用高。

基于以上原因，雖然阻尼圍帶和凸臺拉金結(jié)構(gòu)已經(jīng)在葉片上得到了廣泛的使用，但是相關(guān)的研究尤其是機(jī)理性研究還很不充分，對于其在實(shí)際運(yùn)行工況下的性能更是了解甚少。所以，開展在實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)下具有阻尼圍帶和凸臺拉金葉片的振動特性研究具有很大的工程實(shí)際價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的在于針對目前汽輪機(jī)葉片阻尼結(jié)構(gòu)試驗(yàn)研究的不足，尤其是對于實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)下汽輪機(jī)阻尼葉片振動特性的研究不足，提供了一種具有圍帶和凸臺拉金結(jié)構(gòu)汽輪機(jī)葉片的測試裝置，其可以用來模擬在實(shí)際運(yùn)行工況下，測量不同長度的具有圍帶和凸臺拉金結(jié)構(gòu)汽輪機(jī)葉片，為進(jìn)一步發(fā)展具有圍帶和凸臺拉金結(jié)構(gòu)汽輪機(jī)葉片奠定基礎(chǔ)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

具有圍帶和凸臺拉金結(jié)構(gòu)汽輪機(jī)葉片的測試裝置，包括試驗(yàn)臺架、葉根固定裝置、兩套加載裝置、激振裝置和測量裝置；其中，試驗(yàn)臺架包括底板和對稱焊接在底板上的兩個側(cè)板兩個側(cè)板上焊接有橫梁，兩個側(cè)板在豎直方向上對稱設(shè)置有若干槽孔；

葉根固定裝置固定在試驗(yàn)臺架的底板上，其包括底座和對稱焊接在底座上的兩個輪槽，該兩個輪槽之間具有與汽輪機(jī)葉片的葉根外形輪廓相對應(yīng)的輪緣齒面，底座上從下至上依次設(shè)置有千斤頂、應(yīng)變測量塊和施力墊塊，兩個輪槽上設(shè)置有用于緊固連接兩個輪槽的若干基座夾塊；

每一套加載裝置均包括盤面和對稱設(shè)置的兩個加載盤支撐，盤面通過螺栓穿過其周向設(shè)置的若干盤面弧形螺栓槽與兩個加載盤支撐松連接，盤面的中心開設(shè)有供汽輪機(jī)葉片穿過的通孔，該通孔的周向設(shè)置有用于對汽輪機(jī)葉片進(jìn)行緊固的一對加載頂塊，該盤面的周向設(shè)置有用于對盤面提供周向扭矩的一對扭矩調(diào)節(jié)裝置，每一個扭矩調(diào)節(jié)裝置的一端與盤面鉸連接，其另一端與側(cè)板上的槽孔相連接，加載裝置通過兩個加載盤支撐固定在側(cè)板的槽孔上，其中，一套加載裝置用于對汽輪機(jī)葉片的圍帶提供周向扭矩，另一套加載裝置用于對汽輪機(jī)葉片的凸臺拉金提供周向扭矩；

激振裝置包括激振器支架平板、直板和激振器，激振器支架平板具有對稱設(shè)置的激振器支架立板和凹槽，其中間設(shè)置有若干支架弧形槽，直板的一端設(shè)置有若干直槽，其另一端設(shè)置激振器，直板和激振器支架平板通過若干直槽和若干支架弧形槽活動連接，激振器支架平板的兩個凹槽分別卡在兩個側(cè)板上，并通過兩個激振器支架立板固定在側(cè)板的槽孔上；

測量裝置包括傳感器支架豎桿和若干傳感器支架水平桿，傳感器支架豎桿的上端固定在試驗(yàn)臺架的橫梁上，其下端固定在試驗(yàn)臺架的底板上，若干傳感器支架水平桿設(shè)置在傳感器支架豎桿上，每一個傳感器支架水平桿上均設(shè)置有一個用于測量汽輪機(jī)葉片振幅的位移傳感器。

本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)在于，試驗(yàn)臺架上還設(shè)置有用于加強(qiáng)兩個側(cè)板的第一組加強(qiáng)筋。

本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)在于，葉根固定裝置的基座夾塊的數(shù)量為4個，其通過螺栓將兩個輪槽緊固連接，且兩個基座夾塊設(shè)置在兩個輪槽相對的內(nèi)側(cè)的頂端，另兩個基座夾塊設(shè)置在兩個輪槽相對的內(nèi)側(cè)的兩側(cè)。

本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)在于，葉根固定裝置的兩個輪槽上還設(shè)置有第二組加強(qiáng)筋。

本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)在于，每一個加載頂塊均包括頂頭、頂桿、加載頂塊基座和兩個調(diào)節(jié)螺栓，其中加載頂塊基座通過螺栓固定在盤面上，且加載頂塊基座具有一個水平通孔，頂桿穿過該水平通孔，頂桿的周向設(shè)置兩個調(diào)節(jié)螺栓，其位于加載頂塊基座的兩側(cè)，頂頭通過螺紋連接在頂桿的頂端，頂頭用于與汽輪機(jī)葉片相接觸。