CN106370369A - 一种高频气体激励试验器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高频气体激励试验器，属于发动机叶片实验技术领域。本发明中第一电机通过第一增速器带动第一双支点驱动轴驱动接待试验的整体叶盘；第二电机通过第二增速器带动第二双支点驱动轴，第二双支点驱动轴通过软连接与经双定位支点定位的引气轴连接，引气轴通过封严法兰密封集气环，集气环对应叶盘的叶片部位设置有激励喷觜；固定于双定位支点的引气环通过进气嘴引进空气，引气环与引气轴间通过封严齿实现密封，引气轴上有引气孔，空气通过引气孔从引气环进入的引气轴，并经集气环至激励喷嘴，最后作用于叶盘的叶片上，通过引电器对试验叶片进行振动响应实时测试。本发明激励频率范围宽，激励能量可调节，可以对整级叶片进行同步试验。

Description

一种高频气体激励试验器
技术领域
本发明属于发动机叶片实验技术领域，具体涉及一种高频气体激励试验器。
背景技术
航空发动机叶片振动特性试验通常采用电磁振动台进行激励，频率不高于5000Hz，对于某机型的整体叶盘或整体叶环一体化的试验则无能为力，对超过5000Hz频率的激振要求电磁振动台则很难做到，即使可实现超过5000Hz的激励，通常激振能量很小，对整级叶片的激振，则没有任何技术方案可以实现。
针对某机型广泛采用的整体叶盘、叶环技术，国外已经开始基于转子试验器研究整级叶片激励方法，通常是采用高转速配静子的气体或液体激励喷嘴，该方法得到的高频激励频率可达1万赫兹以上，但需要驱动电机功率高，且在真空箱中进行，试验箱需要抽真空，试验成本较大，高速转动下无法保证试验件的安全。
发明内容
本发明的目的：为解决上述问题，本发明提出了一种高频气体激励试验器，采用高转速配静子的气体或液体激励喷嘴，其激励频率范围宽，激励能量可调节，可实现整级叶片激励。
本发明的技术方案：一种高频气体激励试验器，包括：第一电机、引电器、第一增速器、第一双支点驱动轴、叶盘、激励喷嘴、集气环、引气轴、双定位支点、引气环、进气嘴、软连接、第二双支点驱动轴、第二增速器、第二电机；
所述集气环内部设置有环形空腔，集气环中心环绕设置有多个激励喷嘴，所述激励喷嘴与所述环形空腔连通，集气环与叶盘间隙安装，且激励喷嘴的气流作用在的叶盘的叶片部分；
所述叶盘连接在第一双支点驱动轴上，第一双支点驱动轴通过第一增速器与第一电机相连，引电器的引线穿过第一增速器、第一双支点驱动轴与叶盘的叶片部分连接；
引气轴内部设置有圆形通孔，引气轴外表面设置有密严齿，引气轴一端与集气环连通，另一端穿过双定位支点与引气环连通，引气环设置有引气嘴；引气环通过密严齿与引气轴密封；
引起轴通过软连接与第二双支点驱动轴连接，第二双支点驱动轴通过第二增速器与第二电机相连。
优选地，所述叶盘和集气环，两者中心在同一轴线上。
优选地，所述引起轴表面设置有引气孔，所述引气孔的开孔位置与引气嘴的开口配合且设置在两组密严齿之间。
优选地，所述引起轴设置有密封法兰，所述密封法兰与集气环密封。
优选地，所述第一双支点驱动轴及第一增速器的轴心位置处设置引线孔。
本发明的有益效果：本发明所需的功率需求较传统转子试验器相比较低，激励频率范围更宽，激励能量可调节，可以实现整级叶片振动激励。
附图说明
图1为本发明一种高频气体激励试验器的一优选实施例的结构示意图；
图2为图1所示实施例的集气环与引气轴连接示意图；
图3为图2所示实施例的局部A结构示意图；
其中，1-第一电机，2-引电器，3-第一增速器，4-第一双支点驱动轴，5-叶盘，6-激励喷嘴，7-集气环，8-引气轴，9-双定位支点,10-引气环，11-进气嘴，12-封严齿，13-软连接，14-第二双支点驱动轴,15-第二增速器，16-第二电机,17-引气孔,18-密封法兰。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明，请参阅图1至图3；
一种高频气体激励试验器，包括：第一电机1、引电器2、第一增速器3、第一双支点驱动轴4、叶盘5、激励喷嘴6、集气环7、引气轴8、双定位支点9、引气环10、进气嘴11、软连接13、第二双支点驱动轴14、第二增速器15、第二电机16；
第一电机1通过第一增速器3带第一动双支点驱动轴4，第一双支点驱动轴4连接待试验的整体叶盘5。
第二电机16通过第二增速器15带动第二双支点驱动轴14，第二双支点驱动轴14通过可不同轴容错的软连接13连接经双定位支点9定位的引气轴8，引起轴8内部设置有圆形通孔，引气轴8通过封严法兰18与集气环7连接，集气环7内部设置有环形空腔，集气环7上对应试验整体叶盘5的叶片部位设置有有激励喷觜6，激励喷嘴6与环形空腔连通，集气环7与叶盘5间隙安装在同一轴线上，且激励喷嘴6的气流作用在的叶盘5的叶片部分。
固定于双定位支点9的引气环10通过进气嘴11引进激励用的压缩空气，在引气环10与引气轴8间通过两组封严齿12实现密封，在两组封严齿12间的引气轴8上有引气孔17，压缩空气通过引气孔17从静止的引气环10进入旋转的引气轴8，并经集气环7至激励喷嘴6，最后作用于相对旋转的整体叶盘5的叶片上，实现对叶片的超高频激励。
叶片的应变响应可通过应变计测试，引电器2的引线经第一双支点驱动轴4、第一增速器3的轴心连接到叶片激励部分进行实时测试，可测试试验叶片的应力、温度等响应，测点数量可调。
第一双支点驱动轴4及第二双支点驱动轴14的转速无级可调，按转子许用转速的50％限制转速，即可保证试验件不因转速过高带来安全问题，又可降低电机的功率，节约成本。
可不同轴容错的软连接13允许第二双支点驱动轴14和引气轴8不同轴，装拆方便，节约调试时间。
引气环10可根据试验要求进行更换，引气环上的引气嘴11的直径和数量可根据试验需求设定，激励喷嘴的数量、直径、角度可以根据试验需求进行调节和更换，实现不同激振能量的控制和不同激振频率的调节。
本发明试验器根据一种整体叶盘试验件，定为第一双支点驱动轴转速设最高6000rpm(100Hz)。
本发明试验器对应该整体叶盘，第二双支点驱动轴转速设定为最高3000rpm(50Hz)；激励喷嘴数量为60个。
由此，本发明所对应的一种整体叶盘试验的最高激励频率为：
fmax＝(100+50)×60＝9000(Hz)
本发明试验器远高于电磁振动试验台的激振频率，且该试验器的激振频率还可根据试验需求进一步提高，激励频率范围宽，激励能量可调节，可以对整级叶片进行同步试验。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种高频气体激励试验器，其特征在于，包括：第一电机(1)、引电器(2)、第一增速器(3)、第一双支点驱动轴(4)、叶盘(5)、激励喷嘴(6)、集气环(7)、引气轴(8)、双定位支点(9)、引气环(10)、进气嘴(11)、软连接(13)、第二双支点驱动轴(14)、第二增速器(15)、第二电机(16)；
所述集气环(7)内部设置有环形空腔，集气环(7)关于中心环绕设置有多个激励喷嘴(6)，所述激励喷嘴(6)与所述环形空腔连通，集气环(7)与叶盘(5)间隙安装，且激励喷嘴(6)的气流作用在的叶盘(6)的叶片部分；
所述叶盘(5)连接在第一双支点驱动轴(4)上，第一双支点驱动轴(4)通过第一增速器(3)与第一电机(1)相连,引电器(2)的引线穿过第一增速器(3)、第一双支点驱动轴(4)与叶盘(5)的叶片部分连接；
引气轴(8)内部设置有圆形通孔，引气轴(8)外表面设置有两组密严齿(12)，引气轴(8)一端与集气环(7)连通，另一端穿过双定位支点(9)与引气环(10)连通，引气环(10)设置有引气嘴(11)；引气环(10)通过密严齿(12)与引气轴(8)密封；
引起轴(8)通过软连接(13)与第二双支点驱动轴(14)连接，第二双支点驱动轴(14)通过第二增速器(15)与第二电机(16)相连。
2.根据权利要求1所述的一种高频气体激励试验器，其特征在于:所述叶盘(6)和集气环(7)，两者中心在同一轴线上。
3.根据权利要求1所述的一种高频气体激励试验器，其特征在于：所述引起轴(8)表面设置有引气孔(17)，所述引气孔(17)的开孔位置与引气嘴(11)的开口配合且设置在两组封严齿(12)之间。
4.根据权利要求1所述的一种高频气体激励试验器，其特征在于：所述引起轴(8)设置有密封法兰(18)，所述密封法兰(18)与集气环(7)密封。
5.根据权利要求1所述的一种高频气体激励试验器，其特征在于：所述第一双支点驱动轴(4)及第一增速器(3)的轴心位置处设置引线孔。
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