CN203643116U - 一种气流激振试验设备 - Google Patents

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宋国平
吴国雄
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Abstract

本实用新型公开了一种气流激振试验设备，包括：由一驱动机构驱动而绕自身轴线旋转的转盘，并围绕所述转盘中心在转盘盘面上设置呈环形分布的复数通孔，且再驱使所述转盘按照设定速率旋转，并使该复数通孔依次从至少一压缩气流供给装置前方经过，从而使由该至少一压缩气流供给装置输出的压缩气流能够间歇透过所述转盘并以脉冲方式冲击被测试叶片。本实用新型利用脉冲气流冲击叶片而对叶片进行振动测试，其中冲击力的大小、冲击的频率、冲击的位置等参数均易于调控，因而能高仿真的模拟叶片的实际工作环境，尤其是，且所获测试结果准确。

Description

一种气流激振试验设备
技术领域
本实用新型涉及一种激振试验设备，特别是一种气流激振环境试验设备，属于力学环境试验技术领域。 
背景技术
对于涡轮压缩发动机内的叶片，在设计过程中和应用之前，一般需要对其进行疲劳试验，以探知其结构的耐久性和可靠性。目前，通常是利用电动振动台对叶片进行疲劳试验，但是囿于电动振动台固有性能的限制，在此类振动试验过程中，往往难以模拟叶片的实际工作环境，而其测试频段易大多局限于较低频率范围，进而使获得的振动测试数据与实际情况存在很大误差。 
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种气流激振试验设备，能高仿真模拟叶片的实际工作环境，测试频率可达6000Hz以上，从而克服了现有技术中的不足。 
为实现上述实用新型目的，本实用新型采用了如下技术方案： 
一种气流激振试验设备，包括： 
由一驱动机构驱动而绕自身轴线旋转的转盘，其盘面上围绕转盘中心呈环形分布有n个通孔，n为大于1的正整数； 
以及，至少一压缩气流供给装置，用以在所述转盘旋转时，提供可透过依次从所述压缩气流供给装置前方经过的该复数通孔而间歇冲击被测试叶片的压缩气流。 
作为其中可行的实施方案之一，所述压缩气流供给装置具有至少一气流输出口，且在所述转盘旋转过程中的任一选定时刻，其中至少一选定气流输出口仅可与所述转盘上的m个通孔配合，m为小于等于n的正整数。 
作为其中可行的实施方案之一，所述压缩气流供给装置具有两个以上气流输出口，该两个以上气流输出口环绕所述转盘轴线对称分布，且在所述转盘旋 转过程中的任一选定时刻，每一气流输出口仅可与所述转盘上的x个通孔配合，x为小于n的正整数，其中n≥2。 
作为其中可行的实施方案之一，在所述转盘旋转时的任一选定时刻，每一气流输出口仅可与所述转盘上的一个通孔配合。 
进一步的，在所述转盘旋转过程中的任一选定时刻，由所述转盘上的通孔输出的压缩气流垂直指向被测试叶片。 
作为较为优选的实施方案之一，所述通孔的气流输入端的直径大于气流输出端的直径。尤为优选的，所述通孔采用锥形通孔。 
作为其中可行的实施方案之一，所述转盘固定套设在一转轴上，所述转轴与驱动机构传动连接，所述驱动机构与控制单元连接。 
进一步的，所述压缩气流供给装置和被测试叶片分别被安装在位于所述转盘两侧的选定工位上。 
一种叶片高在线测试方法，包括： 
提供一可绕自身轴线旋转的转盘，并围绕所述转盘中心在转盘盘面上设置呈环形分布的复数通孔， 
以及，驱使所述转盘按照设定速率旋转，并使该复数通孔依次从至少一压缩气流供给装置前方经过，从而使由该至少一压缩气流供给装置输出的压缩气流能够间歇透过所述转盘并以脉冲方式冲击被测试叶片。 
通过前述设计，使得本实用新型与现有技术相比至少具有如下优点：利用脉冲气流冲击叶片而对叶片进行激励振动测试，其中冲击力的大小、冲击的频率、冲击的位置等参数均易于调控，因而能高仿真的模拟叶片的实际工作环境，尤其是，获得的测试结果更为准确。 
附图说明
图1是本实用新型一较佳实施例的结构示意图之一； 
图2是本实用新型一较佳实施例的结构示意图之二； 
图3是本实用新型一较佳实施例的结构示意图之三； 
图4是本实用新型一较佳实施例中转盘的结构示意图； 
图5是本实用新型一较佳实施例中设于转盘上的通孔的结构示意图。 
具体实施方式
以下结合附图及相关较佳实施例对本实用新型的技术方案作进一步的说明。 
本实用新型的主旨在于提供一种气流激振试验设备，其包括： 
可绕自身轴线旋转的转盘，其盘面上围绕转盘中心呈环形分布有n个通孔，n为大于1的正整数，尤其是大于2的正整数； 
以及，至少一压缩气流供给装置，至少用以在所述转盘旋转时，提供可透过依次从所述压缩气流供给装置前方经过的该复数通孔而间歇冲击被测试叶片的压缩气流。 
优选的，前述通孔可均匀分布在转盘盘面上。 
作为一种可行的方案，可在所述压缩气流供给装置上配设至少一气流输出口，且在所述转盘旋转过程中的任一选定时刻，其中至少一选定气流输出口仅可与所述转盘上的m个通孔配合，m为小于等于n的正整数。 
更为具体的，可以将压缩气流供给装置设在位于转盘一侧的至少一选定工位上，且该等选定工位分别对应于被测试叶片上的相应测试位置，在转盘转动时，转盘上的各通孔依次与压缩气流供给装置的气流输出口连通。 
作为另一种可行的方案，可在所述压缩气流供给装置上配设两个以上气流输出口，并将该两个以上气流输出口环绕所述转盘轴线对称分布，且在所述转盘旋转过程中的任一选定时刻，每一气流输出口仅可与所述转盘上的x个通孔配合，x为小于n的正整数，其中n≥2。 
当然，也可在该系统中配设多个压缩气流供给装置，并使该等压缩气流供给装置对称分布在转盘一侧的若干选定工位上，且在所述转盘旋转过程中的任一选定时刻，每一压缩气流供给装置仅可与所述转盘上的部分通孔配合，特别是1个通孔配合。 
进一步的，在所述转盘旋转过程中的任一选定时刻，应使由所述转盘上的通孔输出的压缩气流垂直指向被测试叶片，从而在压缩气流的压力、流量等恒 定的条件下，使压缩气流能予叶片以最大的冲击力。 
请参阅图1-2所示，在本实用新型的一典型实施例中，该气流激振试验设备包括一转盘1和一压缩空气输出机构2，其中，该转盘1通过一转轴4安装在一机架5上，且转盘可因驱动机构驱使而与转轴同步旋转，而该压缩空气输出机构2和被测试叶片也均安装在该机架5上，并分别设于该转盘1两侧。 
其中，该转盘1的周缘部均匀分布有复数个通孔11，在转盘旋转时，该等通孔11可依次与该压缩空气输出机构2的气流输出口连通。 
较为优选的，前述驱动机构及用以控制压缩空气输出机构输出的压缩气流的流速、流量等参数的电磁阀等还可均与一控制单元连接，操作人员可通过该控制单元而调整该等驱动机构和电磁阀等的工作状态。 
又及，基于提升压缩气流的利用率及提升系统结构稳定性的考虑，对于转盘上的通孔，可采用变径设计，例如，优选使所述通孔的气流输入端的直径大于气流输出端的直径和压缩空气输出机构的气流输出口口径。特别是，所述通孔可采用锥形通孔，参阅图3，当任一通孔到达与压缩空气输出机构的气流输出口对应位置时，由气流输出口输出的压缩气流基本可全部进入该通孔，而不会在两者接合面处发生耗散及对转盘和/或压缩空气输出机构造成冲击，且在压缩气流进入通孔后，可在该通孔内收束后再喷射出(如箭头a所示方向)，如此还可提高压缩气流输出的稳定性，进而更为有效的提升振动测试的准确度。 
而利用该系统对叶片进行测试的方法可以包括：驱使所述转盘按照一定速率旋转，并使转盘上的各通孔依次从该压缩空气输出机构前方经过，从而使由该压缩空气输出机构输出的压缩气流能够间歇性的透过所述转盘并以脉冲方式冲击被测试叶片。其中，冲击力的大小、冲击的频率等参数均可通过调整压缩气流的流速、流量及转盘的转速等而调整，从而满足不同的测试需求。 
另外，显然还可通过压缩空气输出机构的数量和设置位置等进行调整，使其对应于被测试叶片的不同部位，继而实现对被测试叶片的整体结构进行全面测试。 
综述之，本实用新型的气流激振试验设备结构简单，便于装配维护，易于使用，且在应用于振动测试时，能高仿真的模拟叶片的各种实际工作环境，且 所测试结果更为准确。 
需要说明的是，以上较佳实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，所作出各种变换或变型，均属于本实用新型的范畴。 

Claims (9)

1.一种气流激振试验设备，其特征在于，它包括： 
由一驱动机构驱动而绕自身轴线旋转的转盘，其盘面上围绕转盘中心呈环形分布有n个通孔，n为大于1的正整数； 
以及，至少一压缩气流供给装置，至少用以在所述转盘旋转时，提供可透过依次从所述压缩气流供给装置前方经过的该复数通孔而间歇冲击被测试叶片的压缩气流。 
2.根据权利要求1所述的气流激振试验设备，其特征在于，所述压缩气流供给装置具有至少一气流输出口，且在所述转盘旋转过程中的任一选定时刻，其中至少一选定气流输出口仅可与所述转盘上的m个通孔配合，m为小于等于n的正整数。 
3.根据权利要求1所述的气流激振试验设备，其特征在于，所述压缩气流供给装置具有两个以上气流输出口，该两个以上气流输出口环绕所述转盘轴线对称分布，且在所述转盘旋转过程中的任一选定时刻，每一气流输出口仅可与所述转盘上的x个通孔配合，x为小于n的正整数，其中n≥2。 
4.根据权利要求2或3所述的气流激振试验设备，其特征在于，在所述转盘旋转时的任一选定时刻，每一气流输出口仅可与所述转盘上的一个通孔配合。 
5.根据权利要求1所述的气流激振试验设备，其特征在于，在所述转盘旋转过程中的任一选定时刻，由所述转盘上的通孔输出的压缩气流垂直指向被测试叶片。 
6.根据权利要求1所述的气流激振试验设备，其特征在于，所述通孔的气流输入端的直径大于气流输出端的直径。 
7.根据权利要求6所述的气流激振试验设备，其特征在于，所述通孔采用锥形通孔。 
8.根据权利要求1所述的气流激振试验设备，其特征在于，所述转盘固定套设在一转轴上，所述转轴与驱动机构传动连接，所述驱动 机构与控制单元连接。 
9.根据权利要求1所述的气流激振试验设备，其特征在于，所述压缩气流供给装置和被测试叶片分别被安装在位于所述转盘两侧的选定工位上。 
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