[發明專利]一種轉軸扭振的實驗測試方法及裝置

有效

• 申請號: 202110080588.6
• 申請日: 2021-01-21
• 公開（公告）號: CN112857723B
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 魯錄義;李建蘭;胡博;周桂平;高凱;羅桓桓;李鐵;呂旭明;王順江;趙苑竹;崔岱;王磊;李斌;苑經緯
• 申請（專利權）人: 華中科技大學;國網遼寧省電力有限公司
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 孔娜;李智

本發明屬于大型旋轉機械相關技術領域，其公開了一種轉軸扭振的實驗測試方法及裝置，該方法包括：獲取待測轉軸的截面積，基于所述待測轉軸獲得多個轉軸，所述多個轉軸的截面積之和與所述待測轉軸的截面積相同，將所述多個轉軸固定于實驗平臺進行扭振實驗測試。本申請將轉軸等效為多個轉軸的設計可以有效調整轉軸的轉動慣量，避免傳統扭振實驗平臺轉軸扭轉剛度過大從而難以產生軸系扭振現象的問題，對于后續深入研究軸系扭振、彎扭組合以及葉片彎曲與軸系扭轉耦合振動有著重要價值。

技術領域

本發明屬于大型旋轉機械相關技術領域，更具體地，涉及一種轉軸扭振的實驗測試方法及裝置。

背景技術

轉子系統廣泛應用于汽輪機、燃氣輪機、風力機等旋轉機械，是發射機設備系統中的核心部件。隨著現在發電行業的發展，機組向著大型化、高參數發展，機組的軸細變得相對細長，與此同時，大型電網常采用串補設計提高電力的輸送能力，在風電、光伏/光熱電站等新能源大規模的并網都會使得機組軸系發生扭振，扭振會嚴重影響葉輪和葉片的工作，出現摩擦等問題，因此需要扭振進行研究。

由于現有的轉子系統的軸系為了抵抗葉輪和葉片的彎矩一般直徑較大，而現有的實驗設備對較大的軸系進行扭振測量非常困難，因此常將完整的軸系分解為通過聯軸器連接的軸系進行等效測量，因此該實驗設備很難產生真正的扭振，而是軸間的聯軸器產生的扭轉運動，很難真正的檢測出軸系的扭振，進而進一步不能獲知扭振對葉片、葉輪等的影響。因此，亟需設計一種轉軸扭振的實驗測試方法及裝置。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種轉軸扭振的實驗測試方法及裝置，通過將轉軸等效為多個轉軸，實現對轉軸扭振的實驗測試，避免了現有的實驗測試裝置中將單軸分為多段用聯軸器連接的結構，通過聯軸器實現轉軸扭振的等效的不合理假設，為進一步獲取真實的轉軸扭振提供了一個可靠的思路。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種轉軸扭振的實驗測試方法，所述方法包括：獲取待測轉軸的截面積，基于所述待測轉軸獲得多個轉軸，以使所述多個轉軸的截面積之和與所述待測轉軸的截面積相同，將所述多個轉軸固定于實驗平臺進行扭振實驗測試。

優選地，所述多個轉軸中每一轉軸的截面形狀為圓柱形或多邊形。

優選地，所述多個轉軸中的轉軸的截面形狀為圓柱形，所述多個轉軸中的轉軸的直徑相同。

優選地，所述多個轉軸的數量大于或等于3。

按照本發明的另一個方面，提供了一種用于實現上述的轉軸扭振的實驗測試方法的裝置，所述裝置包括電機、三相負載、數據采集裝置以及數據處理裝置，其中：所述電機的輸出端和所述三相負載的輸入端均設有與所述多個轉軸固定后匹配的卡盤，用于固定所述多個轉軸；所述數據采集裝置連接于所述卡盤的，用于采集所述卡盤的扭矩和振幅；所述數據處理裝置與所述數據采集裝置通信連接，用于對所述扭矩和振幅進行處理獲得所述多個轉軸的扭振。

優選地，所述電機還包括功率放大器、諧波發生器以及本體，所述諧波發生器與所述功率放大器通信連接，所述功率放大器與所述本體電連接，所述本體的輸出端設有所述卡盤。

優選地，所述卡盤與所述電機和所述三相負載可拆卸連接。

優選地，所述卡盤的內表面小于所述多個轉軸的外表面，以使所述多個轉軸與所述卡盤過盈配合。

總體而言，通過本發明所構思的以上技術方案與現有技術相比，本發明提供的轉軸扭振的實驗測試方法及裝置具有如下有益效果：

1.通過將轉軸等效為多個轉軸，實現對轉軸扭振的實驗測試，避免了現有的實驗測試裝置中將單軸分為多段用聯軸器連接的結構，通過聯軸器實現轉軸扭振的等效的不合理假設，為進一步獲取真實的轉軸扭振提供了一個可靠的思路；