[發(fā)明專利]一種模擬葉輪葉片與顆粒碰撞的實驗裝置及試驗方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201910329528.6 | 申請日： | 2019-04-23 |
| 公開（公告）號： | CN110174229A | 公開（公告）日： | 2019-08-27 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 李昳;唐臻吉;宿向輝 | 申請（專利權(quán)）人： | 浙江理工大學(xué) |
| 主分類號： | G01M7/08 | 分類號： | G01M7/08;G01N3/56 |
| 代理公司： | 杭州九洲專利事務(wù)所有限公司 33101 | 代理人： | 王之懷;王洪新 |
| 地址： | 310018 浙江省杭州*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 葉輪葉片 承載釋放 試驗臺 底板 試驗 高速攝像系統(tǒng) 升降機(jī)構(gòu)定位 反彈過程 機(jī)械實驗 顆粒撞擊 氣動滑臺 氣缸驅(qū)動 升降機(jī)構(gòu) 實驗裝置 水平滑動 旋轉(zhuǎn)裝置 發(fā)射 單顆粒 試樣板 滑移 氣泵 氣源 攜帶 配置 攝影 | ||
本發(fā)明涉及一種機(jī)械實驗裝置及試驗方法。目的是提供一種模擬葉輪葉片與顆粒碰撞的試驗臺和一種模擬葉輪葉片與顆粒碰撞的試驗方法，該試驗臺應(yīng)能定量模擬單顆粒與葉輪葉片的碰撞滑移反彈過程。技術(shù)方案是：一種模擬葉輪葉片與顆粒碰撞的試驗臺，包括底板；其特征在于：所述底板上通過升降機(jī)構(gòu)定位一發(fā)射顆粒的顆粒承載釋放裝置，顆粒承載釋放裝置的下方設(shè)置一用于與所發(fā)射的顆粒進(jìn)行撞擊的試樣板旋轉(zhuǎn)裝置，另配置有對顆粒撞擊情況進(jìn)行攝影的高速攝像系統(tǒng)；所述顆粒承載釋放裝置包括可水平滑動地定位在升降機(jī)構(gòu)上且由氣缸驅(qū)動的氣動滑臺、固定在氣動滑臺上用于攜帶顆粒的圓筒以及為氣泵提供動力的氣源。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種機(jī)械實驗裝置及試驗方法，具體涉及一種模擬葉輪葉片與顆粒碰撞的試驗臺，同時也涉及一種模擬葉輪葉片與顆粒碰撞的試驗方法。
背景技術(shù)
研究葉輪與顆粒碰撞對于減少磨損，提高流體機(jī)械葉輪部件壽命有重要意義。現(xiàn)有文獻(xiàn)提及的碰撞反彈試驗臺多是運(yùn)動顆粒與靜止試樣碰撞，雖然能測得材料的恢復(fù)系數(shù)，但不能真實反映葉輪流道內(nèi)的碰撞狀態(tài)。旋轉(zhuǎn)葉輪與顆粒碰撞時，不是簡單的相對運(yùn)動，而是會附加科里奧利力，碰撞情況會比靜止試樣更復(fù)雜。然而葉輪流道內(nèi)真實的碰撞情況又難以直接觀察和測量。
為了能進(jìn)一步研究葉輪流道內(nèi)碰撞反彈現(xiàn)象，故需要有一種新的試驗方案解決上述問題。
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的是克服上述背景技術(shù)的不足，提供一種模擬葉輪葉片與顆粒碰撞的試驗臺，該試驗臺應(yīng)能定量模擬單顆粒與葉輪葉片的碰撞滑移反彈過程。
本發(fā)明還提供了一種模擬葉輪葉片與顆粒碰撞的試驗方法。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了以下的技術(shù)方案：
一種模擬葉輪葉片與顆粒碰撞的試驗臺，包括底板；其特征在于：所述底板上通過升降機(jī)構(gòu)定位一發(fā)射顆粒的顆粒承載釋放裝置，顆粒承載釋放裝置的下方設(shè)置一用于與所發(fā)射的顆粒進(jìn)行撞擊的試樣板旋轉(zhuǎn)裝置，另配置有對顆粒撞擊情況進(jìn)行攝影的高速攝像系統(tǒng)；
所述顆粒承載釋放裝置包括可水平滑動地定位在升降機(jī)構(gòu)上且由氣缸驅(qū)動的氣動滑臺、固定在氣動滑臺上用于攜帶顆粒的圓筒以及為氣泵提供動力的氣源；
所述試樣板旋轉(zhuǎn)裝置包括由伺服電機(jī)驅(qū)動的蝸輪蝸桿傳動機(jī)構(gòu)、在蝸輪蝸桿傳動機(jī)構(gòu)帶動下進(jìn)行擺動的試樣板。
所述升降機(jī)構(gòu)包括豎直固定在底板上的支撐座、定位在支撐座上且可繞豎直軸線轉(zhuǎn)動的絲桿、與絲桿配合且可沿支撐座的板面豎直滑動的螺母滑塊以及驅(qū)動絲桿的步進(jìn)電機(jī)。
所述氣動滑臺包括水平安裝在升降座上的導(dǎo)軌、安裝在升降座上的氣缸、可滑動地定位在導(dǎo)軌上的氣動滑塊，所述圓筒固定在氣動滑塊上。
所述氣源通過氣管連通氣缸，氣管上安裝有控制用的電磁閥。
所述試樣板通過T形桿固定在蝸輪蝸桿傳動機(jī)構(gòu)的輸出軸上。
所述輸出軸水平布置。
所述高速攝像系統(tǒng)包括光源、高速相機(jī)以及圍在試樣板周邊且與水平面成一定角度的反光鏡組。
所述高速相機(jī)鏡頭軸線與光源軸線垂直。
本發(fā)明提供的試驗方法如下：
一種模擬葉輪葉片與顆粒碰撞的試驗方法，包括如下步驟：
第一步：確定實驗參數(shù)
主軸(試樣板)角速度ω(rad/s)、撞擊角度γ(rad)、顆粒初速度v1(m/s)，顆粒撞擊速度v2(m/s)，撞擊點到主軸軸線的距離d(m)。
第二步：詳細(xì)計算所需參數(shù)，過程如下：
1)根據(jù)公式(1.1)計算顆粒下墜高度h。
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