CN201355303Y - 一种叶片振动试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种叶片振动试验装置，包括基座、支撑装置、检测设备支架和用于使叶片产生振动的振动装置，所述支撑装置、振动装置和检测设备支架均装设于基座上，支撑装置上设有用于固定叶片的叶片固定装置，所述检测设备支架设于被检测的叶片周边。该叶片振动试验台具有结构简单小巧、制作成本低、适用于教学实验的优点。

Description

一种叶片振动试验装置

技术领域

本实用新型涉及汽轮机、风力机振动测试领域中的试验设备，尤其涉及一种叶片振动试验装置。

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，叶片振动是不可避免的，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，并验证所采取的对应措施能使叶片振动幅值始终处于允许的限制范围内，以保证叶片的振动不影响机组的运行安全。现有的旋转机械叶片振动试验装置存在的主要问题和不足之处主要表现在以下点：1、实验台结构复杂，制造成本高；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、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，提供一种结构简单小巧、制作成本低、便于安装、操作简单、适用于教学实验的叶片振动试验装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种叶片振动试验装置，其特征在于包括基座、支撑装置、检测设备支架和用于使叶片产生振动的振动装置，所述支撑装置、振动装置和检测设备支架均装设于基座上，支撑装置上设有用于固定叶片的叶片固定装置，所述检测设备支架设于被检测的叶片周边。

所述支撑装置包括支撑架和定位螺杆，所述支撑架底部通过定位螺杆与基座固定连接。

所述定位螺杆外套设有支撑弹簧，所述支撑弹簧设于支撑架与基座之间。

所述支撑装置包括支撑架，所述支撑架与基座之间装设有支撑弹簧。

所述叶片固定装置包括门式支架、固定钳身、活动钳身和调节螺杆，所述门式支架两侧为立柱，所述立柱下端固定于支撑装置上，立柱上端设支架横梁，所述固定钳身和活动钳身装设于两立柱之间，固定钳身位于立柱下部，活动钳身位于固定钳身与支架横梁之间，所述支架横梁上设有螺孔，所述调节螺杆装设于该螺孔内，且下端与活动钳身连接。

所述立柱上设有导轨，活动钳身两端设有滑槽，所述滑槽滑设于导轨上。

所述立柱与支架横梁为铸造成形的整体结构。

所述立柱与支架横梁为分体结构，支架横梁与立柱通过紧固件连接。

所述基座上设有用于安装振动装置和检测设备支架的T型槽。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1、整体结构简单小巧、制作成本低、便于安装、操作简单，使用时用叶片固定装置将叶片的一端固定，然后将振动装置的输出端与叶片连接，在被检测的叶片周边布置检测设备支架，检测设备支架上可安装电涡流位移传感器或阻尼器，检测设备支架的数量和安装位置根据振动测试需要而定，振动装置使叶片产生强迫振动后，由振动信号传感器检测叶片的振动参数。

2、叶片固定装置装设于支撑装置上，通常情况下，可采用定位螺杆将支撑装置固定于基座上；需要做叶片振动模态试验时，可采用在支撑装置和基座之间设置支撑弹簧的方式，用支撑弹簧对支撑装置进行支撑，使支撑装置和叶片固定装置可沿竖直方向振动，满足叶片振动模态试验的要求；若采用支撑弹簧和定位螺杆的组合结构，将支撑弹簧套设于定位螺杆外，则可以在进行普通实验时拧紧定位螺杆，使支撑装置与基座固定连接，在进行模态试验时拧松定位螺杆，使支撑装置通过支撑弹簧支撑，同时定位螺杆可以起到限制支撑装置水平移动的作用，使支撑装置只能做竖直方向的运动，保证模态试验的准确性。

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、基座上设有T型槽，便于安装振动装置和检测设备支架，调整振动装置和检测设备支架的安装位置。

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的左视结构示意图；

图3是图2中A-A剖面视图；

图4是图2中B-B剖面视图；

图5是图1中C-C剖面视图；

图6是本实用新型实施例2的主视结构示意图；

图7是本实用新型实施例2的左视结构示意图；

图8是本实用新型实施例3的主视结构示意图；

图9是本实用新型实施例3的俯视结构示意图；

图10是本实用新型实施例3的左视结构示意图。

图中各标号表示：

1、基座                      2、支撑装置

3、叶片固定装置              4、振动装置

5、检测设备支架              6、叶片

11、T型槽                    21、支撑架

22、定位螺杆                 23、支撑弹簧

31、门式支架                 32、固定钳身

33、活动钳身                 34、调节螺杆

35、挡圈                     36、圆柱销

37、钳口板                   311、立柱

312、支架横梁                313、导轨

331、滑槽                    341、旋转把手

具体实施方式

实施例1：如图1至图5所示，本实用新型的一种叶片振动试验装置，包括基座1、支撑装置2、振动装置4和检测设备支架5，基座1上设有T型槽11，在基座1的一端安装支撑装置2，另一端安装振动装置4，该振动装置4的输出轴以垂直于基座1的方向布置，用于使被检测的叶片6作垂直方向的振动，支撑装置2上设有叶片固定装置3，进行叶片振动试验时，叶片6的一端通过叶片固定装置3夹持，另一端与振动装置4连接，并在振动装置4输出轴与叶片相接的一端安装力传感器，在被检测的叶片6周边布置一件检测设备支架5，该检测设备支架5用于安装阻尼器或叶片电涡流位移传感器等检测设备，在不同的试验中可根据试验要求设置检测设备支架5的数量和安装位置，同时还可根据试验需要在叶片6上设置速度传感器。本实施例中，支撑装置2包括支撑架21和四个定位螺杆22，四个定位螺杆22布置于支撑架21底部的四角，支撑架21通过定位螺杆22与基座1固定连接。定位螺杆22外套设有支撑弹簧23，支撑弹簧23设于支撑架21与基座1之间，支撑架21和基座1上均设有用于容置支撑弹簧23的凹孔。在进行普通实验时拧紧定位螺杆22，使支撑装置2与基座1固定连接，在进行模态试验时拧松定位螺杆22，使支撑装置2通过支撑弹簧23支撑，同时定位螺杆22可以起到限制支撑装置2水平移动的作用，使支撑装置2只能做竖直方向的运动，保证模态试验的准确性。本实施例中，叶片固定装置3包括门式支架31、固定钳身32、活动钳身33和调节螺杆34，门式支架31两侧为立柱311，立柱311下端固定于支撑装置2上，上端设支架横梁312，立柱311与支架横梁312为铸造成形的整体结构，这种结构稳定性好，便于组装，固定钳身32和活动钳身33装设于两立柱311之间，固定钳身32位于立柱311下部，活动钳身33位于固定钳身32与支架横梁312之间，为了提高夹持稳定性，在固定钳身32和活动钳身33上均装有钳口板37，支架横梁312上设有螺孔，调节螺杆34装设于该螺孔内，调节螺杆34上端设有旋转把手341，下端穿过活动钳身33与一挡圈35通过圆柱销36固定连接，立柱311上设有导轨313，活动钳身33两端设有滑槽331，滑槽331滑设于导轨313上。通过旋转把手341可控制调节螺杆34旋转，使调节螺杆34带动活动钳身33在滑槽331和导轨313的约束下作向下或向上的运动，使该叶片固定装置3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。

本实用新型的叶片振动试验装置整体结构简单小巧、制作成本低、便于安装、操作简单，使用时用叶片固定装置3将叶片6的一端固定，然后将振动装置4的输出端与叶片6连接，在被检测的叶片6周边布置检测设备支架5，检测设备支架5上可安装振动信号传感器或阻尼器，检测设备支架5的数量和安装位置根据振动测试需要而定，振动装置4使叶片6产生强迫振动后，由振动信号传感器检测叶片的振动参数。

实施例2：如图6和图7所示，本实用新型的一种叶片振动试验装置，包括基座1、支撑装置2、振动装置4和检测设备支架5，基座1上设有T型槽11(本实施例中的T型槽11与实施例1相同，其结构参见图5)，在基座1的一端安装支撑装置2，另一端安装振动装置4，该振动装置4的输出轴以垂直于基座1的方向布置，用于使被检测的叶片6作垂直方向的振动，支撑装置2上设有叶片固定装置3，进行叶片振动试验时，叶片6的一端通过叶片固定装置3夹持，另一端与振动装置4连接，并在振动装置4输出轴与叶片相接的一端安装力传感器，在被检测的叶片6周边布置一件检测设备支架5，该检测设备支架5用于安装阻尼器或叶片电涡流位移传感器等检测设备，在不同的试验中可根据试验要求设置检测设备支架5的数量和安装位置，同时还可根据试验需要在叶片6上设置速度传感器。本实施例中，支撑装置2包括支撑架21，支撑架21与基座1之间装设有四件支撑弹簧23，四件支撑弹簧23布置于基座1的四角，基座1上设有用于容置支撑弹簧23的凹孔，该凹孔内和支撑架21底部均设有用于对支撑弹簧23定位的凸台，本实施例中的叶片振动试验装置专用于叶片振动模态试验，叶片6作垂直方向的振动时，支撑装置2和叶片固定装置3可沿竖直方向振动，满足叶片振动模态试验的要求，用于安装支撑弹簧23的凸台和凹孔可以限制支撑弹簧23在水平方向的运动，提高模态试验的准确性。本实施例中，叶片固定装置3包括门式支架31、固定钳身32、活动钳身33和调节螺杆34，门式支架31两侧为立柱311，立柱311下端固定于支撑装置2上，上端设支架横梁312，立柱311与支架横梁312为分体结构，支架横梁312与立柱311通过紧固件连接，这种结构便于制作，可节省制作成本。固定钳身32和活动钳身33装设于两立柱311之间，固定钳身32位于立柱311下部，活动钳身33位于固定钳身32与支架横梁312之间，为了提高夹持稳定性，在固定钳身32和活动钳身33上均装有钳口板37，支架横梁312上设有螺孔，调节螺杆34装设于该螺孔内，调节螺杆34上端设有旋转把手341，下端穿过活动钳身33与一挡圈35通过圆柱销36固定连接，立柱311上设有导轨313，活动钳身33两端设有滑槽331，滑槽331滑设于导轨313上。通过旋转把手341可控制调节螺杆34旋转，使调节螺杆34带动活动钳身33在滑槽331和导轨313的约束下作向下或向上的运动，使该叶片固定装置3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。

本实用新型的叶片振动试验装置整体结构简单小巧、制作成本低、便于安装、操作简单，使用时用叶片固定装置3将叶片6的一端固定，然后将振动装置4的输出端与叶片6连接，在被检测的叶片6周边布置检测设备支架5，检测设备支架5上可安装振动信号传感器或阻尼器，检测设备支架5的数量和安装位置根据振动测试需要而定，振动装置4使叶片6产生强迫振动后，由振动信号传感器检测叶片的振动参数。

实施例3：如图8至图10所示，本实用新型的一种叶片振动试验装置，包括基座1、支撑装置2、振动装置4和检测设备支架5，基座1上设有T型槽11，在基座1的一端安装支撑装置2，另一端安装振动装置4，该振动装置4的输出轴以平行于基座1的方向布置，用于使被检测的叶片6作水平方向的振动，支撑装置2上设有叶片固定装置3，进行叶片振动试验时，叶片6的一端通过叶片固定装置3夹持，另一端与振动装置4连接，在被检测的叶片6周边布置一件检测设备支架5，该检测设备支架5用于安装阻尼器或叶片电涡流位移传感器等检测设备，在不同的试验中可根据试验要求设置检测设备支架5的数量和安装位置，同时还可根据试验需要在叶片6上设置速度传感器。本实施例中，支撑装置2包括支撑架21和四件定位螺杆22，四件定位螺杆22设于基座1的四角，支撑架21底部通过定位螺杆22与基座1固定连接，本实施例中的叶片振动试验装置不用于叶片振动模态试验，因此，支撑架21与基座1之间采用简单的固定连接即可。本实施例中，叶片固定装置3包括门式支架31、固定钳身32、活动钳身33和调节螺杆34，门式支架31两侧为立柱311，立柱311下端固定于支撑装置2上，上端设支架横梁312，立柱311与支架横梁312为铸造成形的整体结构，这种结构稳定性好，便于组装，固定钳身32和活动钳身33装设于两立柱311之间，固定钳身32位于立柱311下部，活动钳身33位于固定钳身32与支架横梁312之间，为了提高夹持稳定性，在固定钳身32和活动钳身33上均装有钳口板37，支架横梁312上设有螺孔，调节螺杆34装设于该螺孔内，调节螺杆34上端设有旋转把手341，下端穿过活动钳身33与一挡圈35通过圆柱销36固定连接，立柱311上设有导轨313，活动钳身33两端设有滑槽331，滑槽331滑设于导轨313上。通过旋转把手341可控制调节螺杆34旋转，使调节螺杆34带动活动钳身33在滑槽331和导轨313的约束下作向下或向上的运动，使该叶片固定装置3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。

本实用新型的叶片振动试验装置整体结构简单小巧、制作成本低、便于安装、操作简单，使用时用叶片固定装置3将叶片6的一端固定，然后将振动装置4的输出端与叶片6连接，在被检测的叶片6周边布置检测设备支架5，检测设备支架5上可安装振动信号传感器或阻尼器，检测设备支架5的数量和安装位置根据振动测试需要而定，振动装置4使叶片6产生强迫振动后，由振动信号传感器检测叶片的振动参数。

本实用新型的叶片振动试验装置中振动装置4可以为激振器或者液压伺服驱动器等驱动器；检测设备支架5可只设一件，也可根据试验要求设置多件；定位螺杆22和支撑弹簧23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、一种叶片振动试验装置，其特征在于包括基座(1)、支撑装置(2)、检测设备支架(5)和用于使叶片(6)产生振动的振动装置(4)，所述支撑装置(2)、振动装置(4)和检测设备支架(5)均装设于基座(1)上，支撑装置(2)上设有用于固定叶片(6)的叶片固定装置(3)，所述检测设备支架(5)设于被检测的叶片(6)周边。

2、根据权利要求1所述的叶片振动试验装置，其特征在于：所述支撑装置(2)包括支撑架(21)和定位螺杆(22)，所述支撑架(21)底部通过定位螺杆(22)与基座(1)固定连接。

3、根据权利要求2所述的叶片振动试验装置，其特征在于：所述定位螺杆(22)外套设有支撑弹簧(23)，所述支撑弹簧(23)设于支撑架(21)与基座(1)之间。

4、根据权利要求3所述的叶片振动试验装置，其特征在于：所述振动装置(4)的输出轴垂直布置或水平布置。

5、根据权利要求1所述的叶片振动试验装置，其特征在于：所述支撑装置(2)包括支撑架(21)，所述支撑架(21)与基座(1)之间装设有支撑弹簧(23)。

6、根据权利要求5所述的叶片振动试验装置，其特征在于：所述振动装置(4)的输出轴垂直布置。

7、根据权利要求1至6中任一项所述的叶片振动试验装置，其特征在于：所述叶片固定装置(3)包括门式支架(31)、固定钳身(32)、活动钳身(33)和调节螺杆(34)，所述门式支架(31)两侧为立柱(311)，所述立柱(311)下端固定于支撑装置(2)上，立柱(311)上端设支架横梁(312)，所述固定钳身(32)和活动钳身(33)装设于两立柱(311)之间，固定钳身(32)位于立柱(311)下部，活动钳身(33)位于固定钳身(32)与支架横梁(312)之间，所述支架横梁(312)上设有螺孔，所述调节螺杆(34)装设于该螺孔内，且下端与活动钳身(33)连接，所述立柱(311)上设有导轨(313)，活动钳身(33)两端设有滑槽(331)，所述滑槽(331)滑设于导轨(313)上。

8、根据权利要求7所述的叶片振动试验装置，其特征在于：所述立柱(311)与支架横梁(312)为铸造成形的整体结构。

9、根据权利要求7所述的叶片振动试验装置，其特征在于：所述立柱(311)与支架横梁(312)为分体结构，支架横梁(312)与立柱(311)通过紧固件连接。

10、根据权利要求7所述的叶片振动试验装置，其特征在于：所述基座(1)上设有用于安装振动装置(4)和检测设备支架(5)的T型槽(11)。

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