CN201335763Y - 叶片振动试验台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种叶片振动试验台，包括基座、振动装置、水平振动平台、阻尼装置和支撑装置，所述振动装置、阻尼装置和支撑装置装设于基座上，所述水平振动平台设于支撑装置上，水平振动平台上装设有叶片固定装置，所述振动装置包括两个可同时使水平振动平台振动的振动器，两个振动器的振动方向相互垂直。该叶片振动试验台具有结构简单、便于制作安装、能实现叶片沿两个水平方向同时振动的优点。

Description

叶片振动试验台

技术领域

本实用新型涉及汽轮机振动测试领域中的试验设备，具体地说是涉及到一种叶片振动试验台。

背景技术

叶片是汽轮机、风力机等动力设备中的重要组成部件，叶片在高速旋转时不仅承受着巨大的离心力，稳态气流力，还承受着非稳态气流力的作用，工作环境恶劣，叶片事故时有发生，振动疲劳是发生叶片事故的主要原因之一。因此，有必要通过叶片振动试验探明叶片振动机理，为叶片结构设计提供试验数据。现有的旋转机械叶片振动试验台存在的主要问题和不足之处主要表现在以下点：1、实验时仅能提供一个方向的激振力，只能对叶片施加单一方向的振动，振动状态与真实振动情况有较大差异；2、叶片固定装置不可调，需根据叶片尺寸、大小的不同，选择不同的叶片固定装置，叶片安装步骤较繁琐；3、阻尼装置不可调整，阻尼力的大小和方向无法调整，模拟实际情况的能力有限；4、不能满足模态试验的要求。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、便于制作安装、能实现叶片沿两个水平方向同时振动的叶片振动试验台。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案。

一种叶片振动试验台，包括基座、振动装置、水平振动平台、阻尼装置和支撑装置，所述振动装置、阻尼装置和支撑装置装设于基座上，所述水平振动平台设于支撑装置上，水平振动平台上装设有叶片固定装置，所述振动装置包括两个可同时使水平振动平台振动的振动器，两个振动器的振动方向相互垂直。

所述振动器通过滑动连接装置与水平振动平台相连，滑动连接装置包括推拉杆和用来夹持水平振动平台的滚柱压板，所述推拉杆一端与振动装置相连，另一端与滚柱压板相连，所述滚柱压板与水平振动平台之间设有滚柱组。

所述叶片固定装置包括螺杆、螺母、活动钳身和固定钳身，所述螺杆两端支撑于水平振动平台上，螺母套装于螺杆上，所述活动钳身与固定钳身相对布置，活动钳身与螺母固定连接，固定钳身固定于水平振动平台上。

所述阻尼装置设有一件或两件。

所述阻尼装置包括弹性阻尼器和阻尼器支架，所述阻尼器支架固定于基座上，所述弹性阻尼器包括阻尼器壳体、调节螺杆、阻尼杆、弹簧和一对弹簧座，所述阻尼器壳体装设于阻尼器支架上，弹簧和弹簧座设于阻尼器壳体内，弹簧位于两弹簧座之间，调节螺杆和阻尼杆分别与一弹簧座相连，并且均延伸至阻尼器壳体以外，阻尼器壳体上设有与调节螺杆配合的螺纹孔。

所述阻尼器支架包括门式支架、弹性阻尼器安装板和一对导轨槽，所述门式支架固定于基座上，一对导轨槽固定于门式支架上且相对布置，弹性阻尼器安装板的两端设于导轨槽内并通过紧固件固定。

所述基座上设有用于安装振动装置、阻尼装置和支撑装置的T型槽。

所述支撑装置包括抗重滚珠、支撑盘和抗重螺柱，所述抗重螺柱与基座螺纹连接，支撑盘设于抗重螺柱上端，抗重滚珠设于支撑盘与水平振动平台之间。

所述支撑装置包括支撑滚珠和支撑板，所述支撑板设于基座上，支撑滚珠设于支撑板与水平振动平台之间。

所述振动器与滑动连接装置之间装设力传感器。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1、通过设置两个振动器，水平振动平台可同时沿两组振动器的振动方向移动，从而实现通过叶片固定装置固定在水平振动平台上的叶片可以同时沿两个水平方向振动，使叶片的模拟振动状态与真实振动情况更加接近。

2、滑动连接装置由推拉杆、一对滚柱压板和一对滚柱组等零部件构成，其主要作用是确保水平振动平台按照推拉杆所传递的激振力振动，同时也允许水平振动平台作垂直于推拉杆的运动；滚柱组用于减少摩擦阻力，使水平振动平台的运动更加灵活。

3、采用结构灵活、行程可调的叶片固定装置对叶片进行固定，不仅适用于固定尺寸不同的叶片，也可用于固定由多件叶片组成的叶片组。

4、阻尼装置设有一件或两件，采用两件阻尼装置在叶片两侧施加阻尼力时，使叶片的模拟振动情况更接近真实工作状态下的振动情况。

5、阻尼装置由弹性阻尼器和阻尼器支架构成，其中弹性阻尼器可以通过调节螺杆调整阻尼器壳体内弹簧的压缩程度，从而控制阻尼力的大小；阻尼器支架中的弹性阻尼器安装板可在导轨槽内上下移动，实现对弹性阻尼器安装位置的调整，适用于对多种叶片施加阻尼力。

6、支撑装置可采用支撑滚珠与支撑板组合对水平振动平台支撑，使水平振动平台在水平方向受到的约束力很小；还可采用抗重滚珠、支撑盘和抗重螺柱组合对水平振动平台支撑，不仅可以使平台在水平方向受到较小的约束力，还可以通过调节抗重螺柱实现对水平振动平台的水平校正。两种支撑装置都可以使本实用新型的实验台适用于叶片模态试验。

7、基座上设有T型槽，便于安装振动装置、阻尼装置和支撑装置，并且便于调整振动装置、阻尼装置和支撑装置的安装位置。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的主视结构示意图；

图2是本实用新型实施例1的俯视结构示意图；

图3是图1的A-A剖面放大图；

图4是图1的B-B剖视图；

图5是图4的E-E剖面视图；

图6是本实用新型阻尼器支架的结构示意图；

图7是图6的C-C剖视图；

图8是图7中F处的放大图；

图9是图2中D-D剖视图；

图10是本实用新型实施例2的主视结构示意图；

图11是本实用新型实施例2的俯视结构示意图；

图12是本实用新型实施例2中支撑装置的结构示意图。

图中各标号表示：

1、基座             2、振动器

3、滑动连接装置     4、水平振动平台

5、阻尼装置         6、叶片

7、叶片固定装置     8、支撑装置

9、推拉杆           10、滚柱压板

11、滚柱组          12、支撑滚珠

13、夹持部          14、门式支架

15、导轨槽          16、弹性阻尼器安装板

17、调节螺杆        18、弹簧座

19、弹簧            20、阻尼杆

21、阻尼器壳体      22、螺杆

23、螺母            24、活动钳身

25、钳口板          26、固定钳身

27、抗重滚珠       28、支撑盘

29、抗重螺柱       30、支撑板

31、弹性阻尼器     32、阻尼器支架

33、T型槽          34、力传感器

具体实施方式

实施例1：如图1所示，本实用新型的叶片振动试验台，包括基座1、振动装置、水平振动平台4、叶片固定装置7、支撑装置8和两件阻尼装置5，振动器2、阻尼装置5和支撑装置8装设于基座1上，水平振动平台4设于支撑装置8上，叶片固定装置7装设于水平振动平台4上，振动装置包括两个可同时使水平振动平台4振动的振动器2，两个振动器2的振动方向相互垂直。振动器2通过滑动连接装置3与水平振动平台4连接，滑动连接装置3允许水平振动平台4沿垂直于所连振动器2振动方向的方向运动。振动器2可以为激振器或者液压伺服驱动器等驱动器，本实施例中选用激振器。

如图1、图2和图3所示，水平振动平台4上设有与各振动器2对应的夹持部13，滑动连接装置3包括推拉杆9、两件滚柱压板10和四件滚柱组成的一对滚柱组11，推拉杆9一端与振动器2相连，另一端用于安装滚柱压板10，并于该端设有螺纹，各滚柱压板10上均设有用于安放滚柱的两个容置槽，夹持部13两侧各设一件滚柱压板10和两件滚柱，各滚柱放置在对应的容置槽中，并与夹持部13接触，靠近振动器2的滚柱压板10固定于推拉杆9上，另一滚柱压板10通过套装于推拉杆9端部的螺母压紧，从而将滚柱组11夹持在夹持部13与滚柱压板10之间。该滑动连接装置3可以确保水平振动平台4按照推拉杆9所传递的激振力振动，同时也允许水平振动平台4作垂直于推拉杆9的运动，滚柱组11用于减少摩擦阻力，使水平振动平台4的运动更加灵活。

如图2和图9所示，叶片固定装置7包括螺杆22、螺母23、活动钳身24和固定钳身26，螺杆22两端支撑于水平振动平台4上，并于螺杆22的一端设有可用扳手旋转螺杆22的夹持头，螺母23套装于螺杆22上，活动钳身24与固定钳身26位于水平振动平台4上方，且相对布置，活动钳身24与螺母23固定连接并限制螺母23的转动自由度，固定钳身26与水平振动平台4固定连接，用扳手旋转螺杆22时，螺母23可带动活动钳身24作远离或靠近固定钳身26的直线运动。活动钳身24和固定钳身26上还设有钳口板25，钳口板25可提高对叶片6的夹持稳定性，钳口板25的工作面也可用曲面，以满足叶片根部为圆(或椭圆)断面的情况。叶片固定装置7结构灵活，夹持行程可调，不仅适用于固定尺寸不同的叶片6，也可用于固定由多件叶片6组成的叶片组。

如图1、图2、图6、图7和图8所示，阻尼装置5设有一件，阻尼装置5由弹性阻尼器31和阻尼器支架32组成。阻尼器支架32包括门式支架14、弹性阻尼器安装板16和一对导轨槽15，门式支架14通过紧固件固定于基座1上，导轨槽15固定于门式支架14的两侧柱上，且两件导轨槽15相对布置，弹性阻尼器安装板16的两端设于导轨槽15内并通过紧固件固定。松开紧固件可以使弹性阻尼器安装板16可在导轨槽15内上下移动，实现对弹性阻尼器31安装位置的调整，适用于对大小、形状不同叶片施加阻尼力。弹性阻尼器31包括阻尼器壳体21、调节螺杆17、阻尼杆20、弹簧19和一对弹簧座18，阻尼器壳体21装设于弹性阻尼器安装板16上，弹簧19和弹簧座18设于阻尼器壳体21内，弹簧19位于两弹簧座18之间，调节螺杆17和阻尼杆20分别与一弹簧座18相连，并且均延伸至阻尼器壳体21以外，阻尼器壳体21于设调节螺杆17的一端设有盖板，该盖板上设有与调节螺杆17配合的螺纹孔，旋转调节螺杆17可以调节两弹簧座18之间的距离，改变弹簧19的压缩量，从而实现对阻尼力大小的控制。

如图1、图4和图5所示，本实施例中，支撑装置8包括支撑滚珠12和支撑板30，支撑板30设于基座1上，支撑滚珠12设于支撑板30与水平振动平台4之间，本实施例中，支撑滚珠12设有四件，四件支撑滚珠12分别设于支撑板30的四角处，并且支撑板30四角处均设有环形凸台，支撑滚珠12设于环形凸台围成的凹陷部内。水平振动平台4通过支撑滚珠12支撑可以使其在水平方向受到的约束力很小，使本实用新型的叶片振动试验台能够适用于叶片模态试验。

工作过程：通过叶片固定装置7将叶片6垂直固定，调节好弹性阻尼器安装板16的高度和弹性阻尼器31的阻尼力，使阻尼杆20与叶片6接触，若要进行模态试验，可在振动器2与滑动连接装置3之间装设力传感器34，为了满足实际需要，还可进一步在基座1上安放测振传感器。两振动器2分别通过各自的功率放大器与同一个信号发生器连接，接通电源后，信号发生器产生某一频率的信号，该信号经各振动器2的功率放大器放大后，使振动器2产生一个与信号发生器的信号频率一致的激振力，并通过滑动连接装置3作用于水平振动平台4上，由水平振动平台4上的叶片固定装置7带动叶片6振动。叶片6的振动参数由振动信号传感器进行检测。

实施例2：如图10所示，本实用新型的叶片振动试验台，包括基座1、振动器2、水平振动平台4、叶片固定装置7、支撑装置8和两件阻尼装置5，振动器2、阻尼装置5和支撑装置8装设于基座1上，基座1上设有T型槽33，便于各部件的安装和位置调整，水平振动平台4设于支撑装置8上，叶片固定装置7装设于水平振动平台4上，振动装置包括两个可同时使水平振动平台4振动的振动器2，两个振动器2的振动方向相互垂直。振动器2通过滑动连接装置3与水平振动平台4连接，滑动连接装置3允许水平振动平台4沿垂直于所连振动器2振动方向的方向运动。振动器2可以为激振器或者液压伺服驱动器，本实施例中选用激振器。

本实施例中的滑动连接装置3与实施例1中的滑动连接装置3相同，其结构如图3所示，水平振动平台4上设有与各振动器2对应的夹持部13，滑动连接装置3包括推拉杆9、两件滚柱压板10和四件滚柱组成的一对滚柱组11，推拉杆9一端与振动器2相连，另一端用于安装滚柱压板10，并于该端设有螺纹，各滚柱压板10上均设有用于安放滚柱的两个容置槽，夹持部13两侧各设一件滚柱压板10和两件滚柱，各滚柱放置在对应的容置槽中，并与夹持部13接触，靠近振动器2的滚柱压板10固定于推拉杆9上，另一滚柱压板10通过套装于推拉杆9端部的螺母压紧，从而将滚柱组11夹持在夹持部13与滚柱压板10之间。该滑动连接装置3可以确保水平振动平台4按照推拉杆9所传递的激振力振动，同时也允许水平振动平台4作垂直于推拉杆9的运动，滚柱组11用于减少摩擦阻力，使水平振动平台4的运动更加灵活。

本实施例中的叶片固定装置7与实施例1中的叶片固定装置7相同，其结构如图9所示，叶片固定装置7包括螺杆22、螺母23、活动钳身24和固定钳身26，螺杆22两端支撑于水平振动平台4上，并于螺杆22的一端设有可用扳手旋转螺杆22的夹持头，螺母23套装于螺杆22上，活动钳身24与固定钳身26位于水平振动平台4上方，且相对布置，活动钳身24与螺母23固定连接并限制螺母23的转动自由度，固定钳身26与水平振动平台4固定连接，用扳手旋转螺杆22时，螺母23可带动活动钳身24作远离或靠近固定钳身26的直线运动。活动钳身24和固定钳身26上还设有钳口板25，钳口板25可提高对叶片6的夹持稳定性，钳口板25的工作面也可用曲面，以满足叶片根部为圆(或椭圆)断面的情况。叶片固定装置7结构灵活，夹持行程可调，不仅适用于固定尺寸不同的叶片6，也可用于固定由多件叶片6组成的叶片组。

如图10和图11所示，本实施例中，阻尼装置5设有两件，两件阻尼装置5相对而设，用于同时在叶片6两侧加载阻尼力，使实验效果更接近叶片6的真实工况。各阻尼装置5由弹性阻尼器31和阻尼器支架32组成。阻尼器支架32包括门式支架14、弹性阻尼器安装板16和一对导轨槽15，门式支架14通过紧固件固定于基座1上，导轨槽15固定于门式支架14的两侧柱上，且两件导轨槽15相对布置，弹性阻尼器安装板16的两端设于导轨槽15内并通过紧固件固定。松开紧固件可以使弹性阻尼器安装板16可在导轨槽15内上下移动，实现对弹性阻尼器31安装位置的调整，适用于对大小、形状不同叶片施加阻尼力。弹性阻尼器31包括阻尼器壳体21、调节螺杆17、阻尼杆20、弹簧19和一对弹簧座18，阻尼器壳体21装设于弹性阻尼器安装板16上，弹簧19和弹簧座18设于阻尼器壳体21内，弹簧19位于两弹簧座18之间，调节螺杆17和阻尼杆20分别与一弹簧座18相连，并且均延伸至阻尼器壳体21以外，阻尼器壳体21于设调节螺杆17的一端设有盖板，该盖板上设有与调节螺杆17配合的螺纹孔，旋转调节螺杆17可以调节两弹簧座18之间的距离，改变弹簧19的压缩量，从而实现对阻尼力大小的控制。

如图10、图11和图12所示，支撑装置8设有四组，且分别设于水平振动平台4的四角处，各支撑装置8包括抗重滚珠27、支撑盘28和抗重螺柱29，抗重螺柱29与基座1螺纹连接，支撑盘28设于抗重螺柱29上端，抗重滚珠27设于支撑盘28与水平振动平台4之间，支撑盘28沿周边设有环形凸台，抗重滚珠27设于环形凸台围成的凹陷部内。本实施例的支撑装置8不仅可以使水平振动平台4在水平方向受到较小的约束力，还可以通过调节抗重螺柱29实现对水平振动平台4的水平校正。

工作过程：通过叶片固定装置7将叶片6垂直固定，调节好弹性阻尼器安装板16的高度和弹性阻尼器31的阻尼力，使叶片6的两侧分别与一阻尼装置5中的阻尼杆20接触，若要进行模态试验，可在振动器2与滑动连接装置3之间装设力传感器34；为了满足实际需要，还可进一步在基座1上安放测振传感器。两振动器2分别通过各自的功率放大器与同一个信号发生器连接，接通电源后，信号发生器产生某一频率的信号，该信号经各振动器2的功率放大器放大后，使振动器2产生一个与信号发生器的信号频率一致的激振力，并通过滑动连接装置3作用于水平振动平台4上，由水平振动平台4上的叶片固定装置7带动叶片6振动。叶片6的振动参数由振动信号传感器进行检测。

本实用新型的叶片振动试验台通过设置两组相互垂直布置的振动器2，并且利用滑动连接装置3连接水平振动平台4和振动器2，使两组振动器2同时启动时，水平振动平台4可同时沿两组振动器2的振动方向移动，从而实现固定在水平振动平台4上的叶片6可以同时沿两个水平方向振动，使叶片6的模拟振动状态与真实振动情况更加接近。本实用新型的叶片振动试验台中阻尼装置5可只设一件，也可设两件，滚柱组11中的滚柱数量、实施例1中支撑滚珠12的数量以及实施例2中支撑装置8的数量均可根据实际情况灵活设定，此类变换均应视为本实用新型的等同替换，均应落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1、一种叶片振动试验台，包括基座(1)、振动装置、水平振动平台(4)、阻尼装置(5)和支撑装置(8)，所述振动装置、阻尼装置(5)和支撑装置(8)装设于基座(1)上，所述水平振动平台(4)设于支撑装置(8)上，水平振动平台(4)上装设有叶片固定装置(7)，其特征在于：所述振动装置包括两个可同时使水平振动平台(4)振动的振动器(2)，两个振动器(2)的振动方向相互垂直。

2、根据权利要求1所述的叶片振动试验台，其特征在于：所述振动器(2)通过滑动连接装置(3)与水平振动平台(4)相连，滑动连接装置(3)包括推拉杆(9)和用来夹持水平振动平台(4)的滚柱压板(10)，所述推拉杆(9)一端与振动器(2)相连，另一端与滚柱压板(10)相连，所述滚柱压板(10)与水平振动平台(4)之间设有滚柱组(11)。

3、根据权利要求1或2所述的叶片振动试验台，其特征在于：所述叶片固定装置(7)包括螺杆(22)、螺母(23)、活动钳身(24)和固定钳身(26)，所述螺杆(22)两端支撑于水平振动平台(4)上，螺母(23)套装于螺杆(22)上，所述活动钳身(24)与固定钳身(26)相对布置，活动钳身(24)与螺母(23)固定连接，固定钳身(26)固定于水平振动平台(4)上。

4、根据权利要求3所述的叶片振动试验台，其特征在于：所述阻尼装置(5)设有一件或两件。

5、根据权利要求4所述的叶片振动试验台，其特征在于：所述阻尼装置(5)包括弹性阻尼器(31)和阻尼器支架(32)，所述阻尼器支架(32)固定于基座(1)上，所述弹性阻尼器(31)包括阻尼器壳体(21)、调节螺杆(17)、阻尼杆(20)、弹簧(19)和一对弹簧座(18)，所述阻尼器壳体(21)装设于阻尼器支架(32)上，弹簧(19)和弹簧座(18)设于阻尼器壳体(21)内，弹簧(19)位于两弹簧座(18)之间，调节螺杆(17)和阻尼杆(20)分别与一弹簧座(18)相连，并且均延伸至阻尼器壳体(21)以外，阻尼器壳体(21)上设有与调节螺杆(17)配合的螺纹孔。

6、根据权利要求5所述的叶片振动试验台，其特征在于：所述阻尼器支架(32)包括门式支架(14)、弹性阻尼器安装板(16)和一对导轨槽(15)，所述门式支架(14)固定于基座(1)上，一对导轨槽(15)固定于门式支架(14)上且相对布置，弹性阻尼器安装板(16)的两端设于导轨槽(15)内并通过紧固件固定。

7、根据权利要求6所述的叶片振动试验台，其特征在于：所述基座(1)上设有用于安装振动装置、阻尼装置(5)和支撑装置(8)的T型槽(33)。

8、根据权利要求7所述的叶片振动试验台，其特征在于：所述支撑装置(8)包括抗重滚珠(27)、支撑盘(28)和抗重螺柱(29)，所述抗重螺柱(29)与基座(1)螺纹连接，支撑盘(28)设于抗重螺柱(29)上端，抗重滚珠(27)设于支撑盘(28)与水平振动平台(4)之间。

9、根据权利要求7所述的叶片振动试验台，其特征在于：所述支撑装置(8)包括支撑滚珠(12)和支撑板(30)，所述支撑板(30)设于基座(1)上，支撑滚珠(12)设于支撑板(30)与水平振动平台(4)之间。

10、根据权利要求9所述的叶片振动试验台，其特征在于：所述振动器(2)与滑动连接装置(3)之间装设力传感器(34)。

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