CN116718394A - 一种轴流式燃气轮机叶片安装质量一致性检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种轴流式燃气轮机压气机叶片安装质量一致性检测装置，包括敲击器，声信号采集器，柔性支架，声信号分析仪，频率显示器，线缆和电源；所述声信号采集器通过柔性支架与声信号分析仪连接，声信号分析仪与频率显示器连接，电源给声信号分析仪，频率显示器供电；工作时，声信号采集器放置在叶片附近，敲击器敲击叶片，叶片在瞬态激励下发生振动，产生声信号，由声信号采集器采集，并通过线缆传送至声信号分析仪，分析给出叶片振动的频率信息，由频率显示器显示，通过同级压气机叶片振动频率的差别来检测叶片安装质量的一致性。本发明可以解决目前轴流式压气机叶片数量多和检测空间有限等困难，实现叶片安装质量一致性定量检测。
Description
技术领域
本发明专利属于能源动力行业，具体涉及一种轴流式燃气轮机叶片安装质量一致性检测装置，可用于轴流式压气机、涡轮的动叶和静叶叶片安装质量一致性检测。如航空发动机、燃气轮机等轴流叶轮机械中。
背景技术
由于航空发动机和燃气轮机多采用轴流式压气机结构，具有多级动叶和静叶。燃气轮机的压气机和涡轮的动叶通过叶根安装在转子轮盘上，而静叶一端与机匣上的叶根连接，另一端悬臂或者与内环通过焊接连接。由于零部件加工误差和安装偏差，导致轴流式燃气轮机各级动叶、静叶不同叶片的安装质量存在差异，导致轴流燃气轮机工作过程中动叶的动频、静叶的固有频率存在差异，容易发生叶片共振而引起叶片高周疲劳问题。由于轴流燃气轮机动叶和静叶数量大，安装过程中采用应变或者固定位移传感器方法检测各个叶片的工作量大。另一方面，轴流燃气轮机结构紧凑，叶片周边空间有限，传统检测设备安装固定困难。
发明内容
本发明专利的目的是在于提供一种轴流式压气机叶片安装质量一致性检测装置。通过采敲击器和声信号采集器，构成叶片安装状态下瞬态激励下振动响应测量系统。基于声信号分析仪器，给出并记录各个叶片在安装状态下的固有频率。通过对比轴流式压气机各级叶片安装状态的固有频率，定量判断叶片的安装质量，实现轴流压气机各级叶片安装质量一致性定量检测系统。
本发明专利的目的是这样实现的：
一种轴流式燃气轮机压气机叶片安装质量一致性检测装置，包括敲击器，声信号采集器，柔性支架，声信号分析仪，频率显示器，线缆和电源；所述声信号采集器通过柔性支架与声信号分析仪连接，声信号分析仪与频率显示器连接，电源给声信号分析仪，频率显示器供电；工作时，声信号采集器放置在叶片附近，敲击器敲击叶片，叶片在瞬态激励下发生振动，产生声信号，由声信号采集器采集，并通过线缆传送至声信号分析仪，分析给出叶片振动的频率信息，由频率显示器显示，通过同级压气机叶片振动频率的差别来检测叶片安装质量的一致性。
本发明还可以包括这样一些结构特征：
1、所述叶片包括动叶片和静叶片。
2、所述动叶片安装在轮盘上，并通过垫片紧固；静叶片一端安装在机匣上，另一端与内环固结。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本测量装置能够基于叶片在瞬态激励下的固有振动声信号，通过声信号频率定量判断叶片安装质量，检测轴流式压气机动叶片和静叶片安装质量的一致性，本发明通过柔性安装支架安装声信号采集器，可以解决目前轴流式压气机叶片数量多和检测空间有限等困难，实现叶片安装质量一致性定量检测。
本发明通过对比轴流式压气机同级各个叶片频率检测结果，为轴流式压气机动叶安装质量提供定量判别依据；对比同级单个叶片频率测试结果，用来判断装配过程中轴流式压气机动叶叶根和垫片安装紧固程度，为工作过程中压气机动叶片动频分析提供参考；通过轴流式压气机静叶片固有频率检测，判断静叶叶根安装和叶顶内环焊接质量检测，为轴流式压气机静叶装配质量提供定量依据。
附图说明
图1轴流式压气机动叶安装一致性检测原理图；
图2轴流式压气机静叶安装一致性检测原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明专利作进一步的说明：
一种轴流式燃气轮机压气机叶片安装质量一致性检测装置，包括动叶片1，轮盘2、垫片3，静叶片4，机匣5，内环6，敲击器7，声信号采集器8，柔性支架9，声信号分析仪10，频率显示器11，线缆12和电源13；动叶片1通过叶根安装在轮盘2上，并通过垫片3紧固；静叶片4一端通过叶根安装在机匣5上，另一端通过焊接方式与内环6固结；声信号采集器8通过柔性支架9安装在动叶片1或静叶片4附近；声信号采集器8通过线缆12与声信号分析仪10连接，频率显示器11通过线缆12与声信号分析仪10连接，声信号分析仪10和频率显示仪11由电源13供电。
敲击器7敲击动叶片1，动叶片1在瞬态激励下发生振动，产生声信号，由声信号采集器8采集，构成安装状态下轴流式燃气轮机压气机动叶片1振动声信号采集方法；动叶片1振动声信号由声信号采集器8采集后，通过线缆12传送至声信号分析仪10，分析给出动叶片振动的频率信息，由频率显示器11显示，通过同级压气机动叶片振动频率的差别来检测该级动叶片安装质量一致性。
敲击器7敲击静叶片4，静叶片4在瞬态激励下发生振动，产生振动声信号，由声信号采集器8采集，构成安装状态下轴流式燃气轮机压气机静叶片4振动声信号采集方法；静叶片4振动声信号由声信号采集器8采集后，通过线缆12传送至声信号分析仪10，获得该静叶片振动的频率信息，分析结果由频率显示器12显示，通过同级压气机静叶片振动频率的差别来检测该级静叶片安装质量一致性。
结合图1，压气机动叶1通过叶根安装在轮盘2上，并通过垫片3锁紧固定。检测过程中声信号采集器8通过柔性支架9固定在叶片附近，通过敲击器7激励叶片，叶片发生自由振动产生声信号，由声信号采集器9采集，并传输至声信号分析仪10，获得动叶安装状态下的固有频率，在频率显示器11输出。通过对比轴流压气机同级各个叶片在自由振动下的声信号频率，定量判断轴流式压气机各级叶片安装质量的一致性。
结合图2，轴流压气机静叶4一端通过叶根安装在机匣5上，另一端通过焊接方式与内环6固结。在叶片安装过程中，将声信号采集器8通过柔性支架9安装在叶片附近，由敲击器9激励叶片，叶片发生自由振动，产生振动声信号，由声信号采集器8采集并传输至声信号分析仪10，给出叶片振动声信号频率后在频率显示器11输出显示。对比轴流压气机同级静叶的声信号频率，定量判断同一级静叶安装质量的一致性。
工作原理：一种轴流式燃气轮机压气机叶片安装质量一致性检测技术通过敲击器激励安装在轮盘上的动叶，或安装在机匣和内环之间的静叶，通过敲击器激励安装状态下的叶片，在瞬态激励下叶片以固有频率振动，同时产生同频率的声信号。通过布置在叶片附近的声信号采集器激励叶片的振动声信号，经过线缆传输至声信号分析仪，获取安装状态下叶片的振动频率信号，并在频率显示器显示结果。通过对比同级叶片的振动频率，定量判别轴流压气机同级叶片的安装质量，完成轴流式压气机同级叶片安装质量一致性检测。可以应用在如航空发动机、燃气轮机等具有轴流式压气机装置。
Claims (3)
1.一种轴流式燃气轮机压气机叶片安装质量一致性检测装置，其特征在于，包括敲击器(7)，声信号采集器(8)，柔性支架(9)，声信号分析仪(10)，频率显示器(11)，线缆(12)和电源(13)；所述声信号采集器(8)通过柔性支架与声信号分析仪(10)连接，声信号分析仪(10)与频率显示器(11)连接，电源(13)给声信号分析仪(10)，频率显示器(11)供电；工作时，声信号采集器(8)放置在叶片附近，敲击器(7)敲击叶片，叶片在瞬态激励下发生振动，产生声信号，由声信号采集器(8)采集，并通过线缆(12)传送至声信号分析仪(10)，分析给出叶片振动的频率信息，由频率显示器(11)显示，通过同级压气机叶片振动频率的差别来检测叶片安装质量的一致性。
2.根据权利要求1所述的轴流式燃气轮机压气机叶片安装质量一致性检测装置，其特征在于，所述叶片包括动叶片(1)和静叶片(4)。
3.根据权利要求1所述的轴流式燃气轮机压气机叶片安装质量一致性检测装置，其特征在于，所述动叶片(1)安装在轮盘(2)上，并通过垫片(3)紧固；静叶片(4)一端安装在机匣(5)上，另一端与内环(6)固结。
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