[發明專利]實現離心風機激勵特性物理分離的試驗解耦裝置

有效

• 申請號: 201410411596.4
• 申請日: 2014-08-20
• 公開（公告）號: CN104154024A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 章藝;李國平;王強;周璞;柳瑞鋒
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七0四研究所
• 主分類號: F04D27/00
• 分類號: F04D27/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根;王晶

技術領域

本發明涉及一種離心風機試驗裝置，尤其是一種能實現離心風機氣流激勵和機械激勵及電磁激勵物理分離的試驗解耦裝置。

背景技術

離心風機是一種將原動機的機械能轉化為被輸送氣體壓力能和動能的液體機械，降低其振動、空氣噪聲不僅有利于減小船體結構傳遞振動，降低船體水下輻射噪聲，更重要的是改善了船員的工作環境和生活環境。

電動離心風機振動噪聲主要由氣流激勵、機械激勵和電磁激勵引起的。流體振動噪聲是電動離心風機葉輪劃過氣流產生的氣流激勵激起電動離心風機蝸殼、葉輪振動噪聲并傳遞到機座，它與電動離心風機內流場氣流流動狀況有關，影響電動離心風機內流場氣流流動狀況主要因素有葉輪結構參數、葉片型線、蝸殼結構參數、動靜間隙等因素；機械振動噪聲主要由電動離心風機軸承、轉子質量不平衡等引起，可通過電動離心風機電機殼體的軸承和定子端蓋傳遞到設備機腳；電磁振動噪聲是電機氣隙中電磁場產生的電磁力波，激起電機定子、轉子振動噪聲并傳遞到機座，它與電機氣隙、內諧波磁場及由此產生的電磁力波幅值、繞組形式、槽形式和配合、級對數等因素有關。

目前對電動離心風機振動噪聲的研究主要集中在仿真計算和簡單的頻譜定性分析方面，無法從源頭上定量識別和定量處理。現有電動離心風機主要由電動機和風機組成，如圖3所示，蝸殼直接安裝在電機端蓋上，該結構將氣流激勵、機械激勵、電磁激勵高度耦合，無法對離心風機的激勵特性進行很好的分離和識別，不能從源頭上對離心風機振動噪聲進行定量分析和優化設計。目前國內的離心風機試驗裝置并不能實現離心通風機的氣流激勵、機械激勵、電磁激勵等不同激勵特性的物理分離，更沒有專門實現離心風機氣流激勵和機械激勵及電磁激勵物理分離的試驗解耦裝置。

現有電動離心風機振動噪聲的研究存在下述缺陷：

(1)?????????????氣流激勵、機械激勵和電磁激勵產生的振動噪聲相互耦合，電動離心風機的振動噪聲響應是各激勵源的混疊作用，不能實現激勵源的分離，這給激勵源的定量識別帶來了很大難度，也無法針對離心風機不同的激勵特性實現有指向性的減振降噪設計；

(2)?????????????現有電動離心風機不能實現葉輪與蝸殼相對位置的調節，無法完成電動離心風機葉輪與蝸殼相對位置變化對電動離心風機振動噪聲影響規律的試驗研究。

發明內容

本發明為了克服以上缺點，提供一種實現離心風機激勵特性物理分離的試驗解耦裝置，在不改變離心風機性能參數的前提下，實現離心風機氣流激勵和機械激勵及電磁激勵物理分離；可對風機氣流激勵、電機電磁激勵、機械激勵以及振動傳遞特性進行深入研究，同時可以完成葉輪偏擺對設備振動噪聲影響規律的試驗研究。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：一種實現離心風機激勵特性物理分離的試驗解耦裝置，包括分離解耦支架、葉輪、驅動電機、數據分析裝置、蝸殼、連接圓盤、驅動系統支撐基礎、解耦系統支撐基礎、加速度傳感器、動態壓力傳感器，其特點是：蝸殼通過連接圓盤與分離解耦支架2固定連接，分離解耦支架2固定在解耦系統支撐基礎上，葉輪直接安裝在驅動電機的電機軸上，驅動電機的機腳安裝在驅動系統支撐基礎上，解耦系統支撐基礎1和驅動系統支撐基礎相互獨立，實現蝸殼和電機轉子之間的物理分離，驅動電機的機腳處布置有加速度傳感器，用于測量電機轉子與葉輪組成的軸系的軸頻及其諧頻率、電機的電磁激勵頻率；離心風機的蝸殼1/2寬度處分別布置有加速度傳感器和動態壓力傳感器，用于測量葉頻及其諧頻率和風機寬頻氣流激勵，加速度傳感器和動態壓力傳感器分別連接數據分析裝置。

離解耦支架與解耦系統支撐基礎連接的方式可為剛性或彈性連接。驅動電機與驅動系統支撐基礎連接的方式可為剛性或彈性連接。

布置于離心風機蝸殼1/2寬度處的加速度傳感器，沿蝸殼周向均勻布置，從蝸舌位置開始每隔60°布置一個。

布置于離心風機蝸殼1/2寬度處的動態壓力傳感器，沿蝸殼周向均勻布置，從蝸舌位置開始可每隔60°布置一個。

采集與數據分析裝置由動態數據采集系統和信號放大器組成，動態壓力傳感器通過信號放大器與動態數據采集系統相連。

本發明的有益效果：