CN217237202U - 应用于燃气轮机叶片振动疲劳试验的位移传感器布控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种应用于燃气轮机叶片振动疲劳试验的位移传感器布控装置，由支架部分A、转接块部分B、顶杆—滚珠部分C组成；本实用新型该传感器布控装置可以实现传感器测量位置的任意调节，满足于任何结构形式的叶片振动疲劳试验，在试验中具有通用性；该装置通过支板和螺栓可以稳固位移传感器，使传感器测点不随振动位置而偏移，在位置调节上具有可选择性，当需要做大距离调整时，通过横梁和转接块的配合来完成，当叶片结构形状差异不是很大时，仅需要通过调节滑块的位置及滚珠固定的角度来完成。

Description

应用于燃气轮机叶片振动疲劳试验的位移传感器布控装置

技术领域

本实用新型涉及的是一种布控装置，具体地说是在燃气轮机叶片振动疲劳试验中监测叶尖位移的激光位移传感器的布控装置。

背景技术

叶片是舰船燃气轮机中完成功能转换的关键构件，叶片因高周疲劳断裂的现象一直是燃气轮机结构强度领域的热点话题。为了更好地研究舰船燃气轮机叶片高周疲劳可靠性设计问题，需要开展叶片振动疲劳试验。激光位移传感器及其布控装置是燃气轮机叶片振动系统的重要组成部分。通过合理布控传感器的位置来监测叶尖位移，从而来判断叶片是否被很好地激振起来及叶片在振动过程中是否发生了疲劳断裂等。

舰船燃气轮机中压气机与涡轮的每一级叶片都具有不同的形状和结构尺寸，并且叶片位移监测通常是在一定量程范围内，针对某一固定监测点的无接触式测量。因此，位移传感器需要在不同的位置上进行工作，这就需要传感器的布控装置具备可调节方位的特征。设计出适合于叶片振动疲劳试验的通用传感器布控装置，将会极大地缩短试验安装和调试的时间，满足于所有叶片的振动位移监测。我国专利CN 201711331733.3公布了一种适用于石油化工行业的传感器夹持装置，它通过连接轴与孔的相对运动可以实现轴向位移传感器的精准测量，但制作成本较高，并且只能实现轴向滑动。国内在位移传感器方面的专利为数不少，但在传感器的布控装置方面的专利还鲜有遇到。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种位移传感器的布控装置，该装置适用于船用燃气轮机叶片振动疲劳试验中叶尖位移测试技术，并且具有通用性。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种应用于燃气轮机叶片振动疲劳试验的位移传感器布控装置，由支架部分A、转接块部分B、顶杆—滚珠部分C组成；支架部分A包括三角固定底座、立柱、横梁、支撑架、第一滑道组成；三角固定底座将立柱(2)固支于地面，横梁通过支撑架水平安装在左右两侧立柱之上，支撑架为实心的三角形结构，支撑架可在立柱的第一滑道上下调节；转接块部分B包括金属压块、纵向金属滑块、横向金属滑块、垂向金属滑块、第一连接支板、第二连接支板、第二滑道组成；所采用的金属压块为长方体，在中间开有四个螺栓通孔并用螺栓固定于横梁中间位置，所述纵向金属滑块、横向金属滑块、垂向金属滑块为开有双侧滑道的长方体，纵向金属滑块通过自身的第二滑道固定于金属压块之上，横向金属滑块与纵向金属滑块连接，横向金属滑块通过第一连接支板与垂向金属滑块连接，垂向金属滑块还与第二连接支板连接，所述顶杆-滚珠部分C包括顶杆和滚珠，顶杆-滚珠部分C也是通过第二连接支板和转接块部分B连接为一个整体，在第二连接支板上开圆孔槽，孔的尺寸和滚珠的球体直径相等，顶杆的一端和滚珠连接，另一端与位移传感器的安装盒连接，通过转动滚珠，变换位移传感器的对准角度，滚珠转动的角度通过顶杆反馈给位移传感器，整个布控装置可实现位移传感器监测点的位置可调，满足于任何结构形式的叶片的振动监测。

进一步的，左右两侧立柱及横梁的尺寸为：长20cm,宽20cm，高150cm，立柱上具有宽度2cm,深度5cm的第一滑道，第一滑道上每隔20cm具有螺纹孔；

进一步的，支撑架外型尺寸为20*30*42cm，高度为20cm；

进一步的，所采用的金属压块尺寸为长30cm，宽20cm，高5cm；

进一步的，纵、横、垂向金属滑块上的第二滑道是尺寸为2*10cm的贯穿式通道，并通过4个螺栓上下连接；

进一步的，连接支板上开圆孔槽的尺寸和滚珠的球体直径均为5cm。

本实用新型的优势在于：

1、实用新型的一种应用于燃气轮机叶片振动疲劳试验的位移传感器布控装置可以作为叶片振动疲劳试验装置的一个组成部分，具有结构简单、安装方便、使用周期长等特点；

2、该传感器布控装置可以实现传感器测量位置的任意调节，满足于任何结构形式的叶片振动疲劳试验，在试验中具有通用性；

3、该装置通过支板和螺栓可以稳固位移传感器，使传感器测点不随振动位置而偏移，在位置调节上具有可选择性，当需要做大距离调整时，通过横梁和转接块的配合来完成，当叶片结构形状差异不是很大时，仅需要通过调节滑块的位置及滚珠固定的角度来完成；

4、基于该传感器布控装置，可以对叶片振动疲劳试验的操作控制系统进行优化，进而使叶片振动试验在操作方面更加容易，在控制方面更加精准。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

其中，1为三角固定底座、2为立柱、3为横梁、4为支撑架、5为第一滑道、6为金属压块、7为纵向金属滑块、8为连接支板、9为第二滑道、10为固定孔、11为位移传感器、12为试验叶片、13为夹具工装、14为震动试验台、 15为顶杆、16为固定孔、17为横向金属滑块、18为垂向金属滑块，19为第二连接支板，20为安装盒，A为支架部分，B为转接块部分，C为顶杆—滚珠部分。

具体实施方式

下面结合附图举例对本实用新型做更详细地描述：

结合图1，实用新型的一种应用于燃气轮机叶片振动疲劳试验的位移传感器布控装置由支架部分A、转接块部分B、顶杆—滚珠部分C组成。

支架部分A包括三角固定底座1、立柱2、横梁3、支撑架4、第一滑道5 组成，三角固定底座1将立柱2固支于地面，左右两侧立柱2及横梁3的尺寸为：长20cm,宽20cm，高150cm。立柱2上具有宽度2cm,深度5cm的第一滑道 5，滑道上每隔20cm布置螺纹孔。支撑架4为实心的三角形结构，外型尺寸为 20*30*42cm，高度为20cm，可在立柱2的第一滑道5上进行调节并通过螺栓固定好。横梁3通过支撑架4水平安装在左右两侧立柱2之上，通过调节三角固定底座1和支撑架4可以实现大距离位置调整。

转接块部分B包括金属压块6、金属滑块7、第一连接支板8、滑道9、螺栓10所组成，其特征是，所采用的金属压块6为长方体，尺寸为长30cm，宽 20cm，高5cm。在中间开有6个螺栓通孔并用螺栓固定于横梁中间位置。纵向金属滑块7通过自身的滑道9固定于金属压块之上，横向金属滑块17安装于纵向金属滑块7之上，由螺栓贯穿连通上下金属滑块。垂向金属滑块18由成T型相交的两个第一连接支板8固定于横向金属滑块17上面，中间用螺栓连接。三个方向上的金属滑块均为开有双侧滑道的长方体，滑道是尺寸为2*10cm的贯穿式通道。并通过4个螺栓上下连接。通过调节三个方向上的金属滑块的安装位置可以很好的对应上试验叶片需要监测的振幅点的位置。

每侧立柱2设置螺栓滑道，横梁3可沿滑道上下调节并通过螺栓固定高度。在金属压块6上部安装正交方向上的两个滑块，纵向金属滑块7和横向金属滑块17，可以实现沿着横梁3长度和宽度方向上的位置调节。通过第一连接支板 8来连接垂向金属滑块18和横向金属滑块17以满足垂向位置调节。

顶杆—滚珠部分C通过第二连接支板19和B部分连接为一个整体，在第二连接支板19上开圆孔槽，孔的尺寸和滚珠的球体直径相同，均为5cm。顶杆15 的一侧和滚珠焊接在一起，另一侧和位移传感器11的安装盒20连接，中间通过连接板焊接。通过转动滚珠，可以变换位移传感器的对准角度，滚珠转动的角度通过顶杆15反馈给位移传感器11。整个布控装置可实现位移传感器11监测点的位置可调，满足于任何结构形式的叶片的振动监测。

支架部分A上安装多方向转接块，支架部分A或转接块部分B上安装噪声测试仪，横梁3上搭接应变桥盒。

该布控装置在量程限定上具有覆盖面积广的特点，当需要调节滑块时，传感器可测量程是半径为10cm的球体空间区域，当需要调节滚珠时，传感器可测量程是半径为10mm的圆形平面区域。

本实用新型的具体工作原理如下：通过有限元分析和试验经验确定目标叶片的振幅监测点，将叶片安装于振动试验台14上，开始调节位移传感器11的位置。当位移传感器11初始位置和叶片监测点位置差别很大时，更改支架部分 A的固定位置以及横梁3距地面的垂直距离，使激光位移传感器11与监测点的位置关系在转接块部分B可调距离范围之内。调整转接块部分B三个方向上的金属滑块使激光位移传感器11与叶片振动监测点接近，转动滚珠调整角度，使位移传感器11与监测点恰好对准，此时，激光位移传感器11指示灯变为绿色，在位移传感器11预先设定好的量程范围内固定好位移传感器11，开始测量。

Claims (5)

1.一种应用于燃气轮机叶片振动疲劳试验的位移传感器布控装置，其特征是：由支架部分A、转接块部分B、顶杆—滚珠部分C组成；支架部分A包括三角固定底座(1)、立柱(2)、横梁(3)、支撑架(4)、第一滑道(5)组成；三角固定底座(1)将立柱(2)固支于地面，横梁(3)通过支撑架(4)水平安装在左右两侧立柱(2)之上，支撑架(4)为实心的三角形结构，支撑架(4)可在立柱(2)的第一滑道(5)上下调节；转接块部分B包括金属压块(6)、纵向金属滑块(7)、横向金属滑块(17)、垂向金属滑块(18)、第一连接支板(8)、第二连接支板(19)、第二滑道(9)组成；所采用的金属压块(6)为长方体，在中间开有四个螺栓通孔并用螺栓固定于横梁(3)中间位置，所述纵向金属滑块(7)、横向金属滑块(17)、垂向金属滑块(18)为开有双侧滑道的长方体，纵向金属滑块(7)通过自身的第二滑道(9)固定于金属压块(6)之上，横向金属滑块(17)与纵向金属滑块(7)连接，横向金属滑块(17)通过第一连接支板(8)与垂向金属滑块(18)连接，垂向金属滑块(18)还与第二连接支板(19)连接，所述顶杆-滚珠部分C包括顶杆(15)和滚珠，顶杆-滚珠部分C也是通过第二连接支板(19)和转接块部分B连接为一个整体，在第二连接支板(19)上开圆孔槽，孔的尺寸和滚珠的球体直径相等，顶杆(15)的一端和滚珠连接，另一端与位移传感器(11)的安装盒(20)连接，通过转动滚珠，变换位移传感器(11)的对准角度，滚珠转动的角度通过顶杆(15)反馈给位移传感器(11)，整个布控装置可实现位移传感器(11)监测点的位置可调。

2.根据权利要求1所述的一种应用于燃气轮机叶片振动疲劳试验的位移传感器布控装置，其特征是：左右两侧立柱(2)及横梁(3)的尺寸为：长20cm,宽20cm，高150cm，立柱(2)上具有宽度2cm,深度5cm的第一滑道(5)，第一滑道(5)上每隔20cm具有螺纹孔。

3.根据权利要求2所述的一种应用于燃气轮机叶片振动疲劳试验的位移传感器布控装置，其特征是：支撑架(4)外型尺寸为20*30*42cm，高度为20cm。

4.根据权利要求3所述的一种应用于燃气轮机叶片振动疲劳试验的位移传感器布控装置，其特征是：所采用的金属压块(6)尺寸为长30cm，宽20cm，高5cm。

5.根据权利要求4所述的一种应用于燃气轮机叶片振动疲劳试验的位移传感器布控装置，其特征是：第二连接支板(19)上开圆孔槽的尺寸和滚珠的球体直径均为5cm。

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