[發明專利]一種旋轉狀態下的風機葉片的徑向力測量裝置

有效

• 申請號: 201910026796.0
• 申請日: 2019-01-11
• 公開（公告）號: CN109506823B
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 徐中天;楊帥;孟明站;吳大轉
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01L5/16
• 分類號: G01L5/16
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 何彬

本發明涉及一種旋轉狀態下的風機葉片的徑向力測量裝置，屬于測試試驗平臺領域。徑向力測量裝置包括葉片驅動系統與測試系統；葉片驅動系統包括旋轉驅動軸及旋轉驅動電機；測試系統包括信號傳輸線路、數據采集設備及兩個以上的檢測單元；其中，檢測單元包括測力架、支撐軸承、三個以上用于將支撐軸承懸空地支撐在測力架上的位置調節支桿及壓于位置調節支桿與支撐軸承的外圈之間的拉力傳感器；兩個以上的檢測單元上的支撐軸承的內圈過盈配合地套裝在旋轉驅動軸外；在旋轉驅動軸的軸向上，相鄰兩個檢測單元之間間距預定間距?；谇笆鼋Y構的改進，能實現對葉片徑向力測量的同時，減少對旋轉驅動軸的改造，可廣泛應用于風機葉片等設計領域。

技術領域

本發明涉及測試試驗平臺，具體地說，涉及一種旋轉狀態下的風機葉片的徑向力測量裝置。

背景技術

在風機類葉輪機械中，由于風機葉片自身的動不平衡以及旋轉過程中與空氣介質間的耦合作用，使處于運轉過程中的葉片受力異常復雜，容易引起振動和噪聲，嚴重時甚至會降低風機的運行穩定性。

葉片的徑向力，作為軸剛度、耐磨環間隙及軸承載荷的重要確定參數，其的測量對葉片設計具有重要的指導意義，由于受限于測量傳感器的安裝及信號的傳輸，對風機葉片的徑向受力的測量僅在靜止狀態下進行測量。

為了解決上述技術問題，本申請人申請了名稱為一種旋轉驅動軸激振力及葉輪激振力的測量方法，申請號為CN2018114433961的專利申請，其采用導電滑環與埋設在軸內的信號線進行構建，以解決了信號傳輸的技術問題，并采用貼設在旋轉驅動軸上的應變片測量旋轉驅動軸的形變而反應風機葉片的受力情況，其對旋轉驅動軸的結構要求較高，且要對旋轉驅動軸進行較大的結構改進。

發明內容

本發明的主要目的是提供一種旋轉狀態下的風機葉片的徑向力測量裝置，不僅能更好地對葉片徑向力的測量，且能盡量地減少對旋轉驅動軸結構的改造。

為了實現上述主要目的，本發明提供風機葉片的徑向力測量裝置包括底座及安裝在底座上的葉片驅動系統與測試系統；葉片驅動系統包括旋轉驅動軸及通過柔性聯軸器從一軸端驅使旋轉驅動軸轉動的旋轉驅動電機；旋轉驅動軸的另一軸端用于可拆卸地安裝待測葉片；測試系統包括檢測設備、信號傳輸線路及數據采集設備；檢測設備包括兩個以上的檢測單元；檢測單元包括測力架、支撐軸承、三個以上用于將支撐軸承懸空地支撐在測力架上的位置調節支桿及壓于位置調節支桿與支撐軸承的外圈之間的拉壓力傳感器；拉壓力傳感器通過信號傳輸線路向數據采集設備輸出檢測信號；兩個以上的檢測單元上的支撐軸承的旋轉軸線大致共線布置，且它們的內圈過盈配合地套裝在旋轉驅動軸外；在旋轉驅動軸的軸向上，相鄰兩個檢測單元之間間距為預定間距。

在旋轉驅動軸外至少套裝兩個間隔預設間距的支撐軸承，不僅能為旋轉驅動軸提供可轉動支撐，以能更好將徑向力傳遞至軸承外圈上，且利用外圈與內圈之間的隔離作用，能通過布設在軸承外圈上的拉壓力傳感器實現徑向力檢測；由于旋轉驅動軸通常都需要利用支撐軸承進行可轉動的安裝，能有效地減少對旋轉驅動軸的結構改造；并基于柔性聯軸器的傳動連接，能有效地對旋轉驅動電機的徑向力的隔離，以提高檢測精度。

具體的方案為有兩個檢測單元的支撐軸承布置在旋轉驅動軸的軸向中間位置的兩側。以更好進行力的平衡，盡量避免旋轉驅動軸的受力傾斜布置。

另一個具體的方案為檢測單元的數量為兩個；支撐軸承為深溝球軸承。

再一個具體的方案為旋轉驅動軸上設有軸肩，位于同一檢測單元上的支撐軸承構成軸承組，軸承組的一個外側軸承內圈的外端面抵靠軸肩，另一個外側軸承內圈的外端面由卡合在旋轉驅動軸的卡槽上的卡簧所止擋。