[發(fā)明專利]一種旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的風(fēng)機(jī)葉片的徑向力測(cè)量裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910026796.0
• 申請(qǐng)日: 2019-01-11
• 公開（公告）號(hào): CN109506823B
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐中天;楊帥;孟明站;吳大轉(zhuǎn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): G01L5/16
• 分類號(hào): G01L5/16
• 代理公司: 杭州天勤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 何彬

本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的風(fēng)機(jī)葉片的徑向力測(cè)量裝置，屬于測(cè)試試驗(yàn)平臺(tái)領(lǐng)域。徑向力測(cè)量裝置包括葉片驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與測(cè)試系統(tǒng)；葉片驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸及旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)；測(cè)試系統(tǒng)包括信號(hào)傳輸線路、數(shù)據(jù)采集設(shè)備及兩個(gè)以上的檢測(cè)單元；其中，檢測(cè)單元包括測(cè)力架、支撐軸承、三個(gè)以上用于將支撐軸承懸空地支撐在測(cè)力架上的位置調(diào)節(jié)支桿及壓于位置調(diào)節(jié)支桿與支撐軸承的外圈之間的拉力傳感器；兩個(gè)以上的檢測(cè)單元上的支撐軸承的內(nèi)圈過盈配合地套裝在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸外；在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸的軸向上，相鄰兩個(gè)檢測(cè)單元之間間距預(yù)定間距。基于前述結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，能實(shí)現(xiàn)對(duì)葉片徑向力測(cè)量的同時(shí)，減少對(duì)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸的改造，可廣泛應(yīng)用于風(fēng)機(jī)葉片等設(shè)計(jì)領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及測(cè)試試驗(yàn)平臺(tái)，具體地說，涉及一種旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的風(fēng)機(jī)葉片的徑向力測(cè)量裝置。

背景技術(shù)

在風(fēng)機(jī)類葉輪機(jī)械中，由于風(fēng)機(jī)葉片自身的動(dòng)不平衡以及旋轉(zhuǎn)過程中與空氣介質(zhì)間的耦合作用，使處于運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的葉片受力異常復(fù)雜，容易引起振動(dòng)和噪聲，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)档惋L(fēng)機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性。

葉片的徑向力，作為軸剛度、耐磨環(huán)間隙及軸承載荷的重要確定參數(shù)，其的測(cè)量對(duì)葉片設(shè)計(jì)具有重要的指導(dǎo)意義，由于受限于測(cè)量傳感器的安裝及信號(hào)的傳輸，對(duì)風(fēng)機(jī)葉片的徑向受力的測(cè)量?jī)H在靜止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行測(cè)量。

為了解決上述技術(shù)問題，本申請(qǐng)人申請(qǐng)了名稱為一種旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸激振力及葉輪激振力的測(cè)量方法，申請(qǐng)?zhí)枮镃N2018114433961的專利申請(qǐng)，其采用導(dǎo)電滑環(huán)與埋設(shè)在軸內(nèi)的信號(hào)線進(jìn)行構(gòu)建，以解決了信號(hào)傳輸?shù)募夹g(shù)問題，并采用貼設(shè)在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸上的應(yīng)變片測(cè)量旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸的形變而反應(yīng)風(fēng)機(jī)葉片的受力情況，其對(duì)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)要求較高，且要對(duì)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸進(jìn)行較大的結(jié)構(gòu)改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的是提供一種旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的風(fēng)機(jī)葉片的徑向力測(cè)量裝置，不僅能更好地對(duì)葉片徑向力的測(cè)量，且能盡量地減少對(duì)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸結(jié)構(gòu)的改造。

為了實(shí)現(xiàn)上述主要目的，本發(fā)明提供風(fēng)機(jī)葉片的徑向力測(cè)量裝置包括底座及安裝在底座上的葉片驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與測(cè)試系統(tǒng)；葉片驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸及通過柔性聯(lián)軸器從一軸端驅(qū)使旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)；旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸的另一軸端用于可拆卸地安裝待測(cè)葉片；測(cè)試系統(tǒng)包括檢測(cè)設(shè)備、信號(hào)傳輸線路及數(shù)據(jù)采集設(shè)備；檢測(cè)設(shè)備包括兩個(gè)以上的檢測(cè)單元；檢測(cè)單元包括測(cè)力架、支撐軸承、三個(gè)以上用于將支撐軸承懸空地支撐在測(cè)力架上的位置調(diào)節(jié)支桿及壓于位置調(diào)節(jié)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(hào)傳輸線路向數(shù)據(jù)采集設(shè)備輸出檢測(cè)信號(hào)；兩個(gè)以上的檢測(cè)單元上的支撐軸承的旋轉(zhuǎn)軸線大致共線布置，且它們的內(nèi)圈過盈配合地套裝在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸外；在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸的軸向上，相鄰兩個(gè)檢測(cè)單元之間間距為預(yù)定間距。

在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸外至少套裝兩個(gè)間隔預(yù)設(shè)間距的支撐軸承，不僅能為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸提供可轉(zhuǎn)動(dòng)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(nèi)圈之間的隔離作用，能通過布設(shè)在軸承外圈上的拉壓力傳感器實(shí)現(xiàn)徑向力檢測(cè)；由于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸通常都需要利用支撐軸承進(jìn)行可轉(zhuǎn)動(dòng)的安裝，能有效地減少對(duì)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)改造；并基于柔性聯(lián)軸器的傳動(dòng)連接，能有效地對(duì)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的徑向力的隔離，以提高檢測(cè)精度。

具體的方案為有兩個(gè)檢測(cè)單元的支撐軸承布置在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸的軸向中間位置的兩側(cè)。以更好進(jìn)行力的平衡，盡量避免旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸的受力傾斜布置。

另一個(gè)具體的方案為檢測(cè)單元的數(shù)量為兩個(gè)；支撐軸承為深溝球軸承。

再一個(gè)具體的方案為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸上設(shè)有軸肩，位于同一檢測(cè)單元上的支撐軸承構(gòu)成軸承組，軸承組的一個(gè)外側(cè)軸承內(nèi)圈的外端面抵靠軸肩，另一個(gè)外側(cè)軸承內(nèi)圈的外端面由卡合在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸的卡槽上的卡簧所止擋。