葉片高在線氣流激勵系統(tǒng)及測試方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種葉片高在線氣流激勵系統(tǒng)及測試方法。該測試方法包括：提供一可繞自身軸線旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤，并圍繞所述轉(zhuǎn)盤中心在轉(zhuǎn)盤盤面上設(shè)置呈環(huán)形分布的復(fù)數(shù)通孔；以及，驅(qū)使所述轉(zhuǎn)盤按照設(shè)定速率旋轉(zhuǎn)，并使該復(fù)數(shù)通孔依次從至少一壓縮氣流供給裝置前方經(jīng)過，從而使由該至少一壓縮氣流供給裝置輸出的壓縮氣流能夠間歇透過所述轉(zhuǎn)盤并以脈沖方式激勵被測試葉片。該系統(tǒng)包括前述轉(zhuǎn)盤和至少一壓縮氣流供給裝置。本發(fā)明利用脈沖氣流激勵葉片而對葉片進(jìn)行振動測試，其中激勵力的大小、激勵的頻率、激勵的位置等參數(shù)均易于調(diào)控，因而能高仿真的模擬葉片的實際工作環(huán)境，尤其是，測試頻率可達(dá)6000Hz以上，且所獲測試結(jié)果準(zhǔn)確。
【專利說明】葉片高在線氣流激勵系統(tǒng)及測試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氣流激勵振動試驗設(shè)備，特別是一種葉片高在線氣流激勵系統(tǒng)及葉片高在線測試方法，屬于振動試驗【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]對于渦輪發(fā)動機(jī)等設(shè)備內(nèi)的葉片類器件，在應(yīng)用之前，一般需要對其進(jìn)行振動測試，以探知其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，疲勞強(qiáng)度及使用壽命。渦輪發(fā)動機(jī)的葉片在實際工作環(huán)境中，是由于受到氣流激振而引起葉片的疲勞損傷。目前，通常是利用電動振動臺對葉片進(jìn)行測試，采用機(jī)械激振原理來實現(xiàn)對葉片進(jìn)行疲勞試驗，但是囿于激振原理的限制，在此類振動測試過程中，是通過工裝夾具將被測葉片固定，由葉榫部位將激振力傳遞到葉片，在測試過程中容易損壞葉榫，而且難以高仿真的模擬葉片的實際工作環(huán)境，而其葉片的固定型式與實際工作狀態(tài)不同，進(jìn)而使獲得的振動測試數(shù)據(jù)與實際情況存在很大誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的之一在于提供一種葉片高在線測試方法，其能高仿真的模擬葉片的實際工作環(huán)境，從而克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足。
[0004]本發(fā)明的目的之二在于提供一種葉片高在線氣流激勵系統(tǒng)。
[0005]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案:
一種葉片高在線測試方法，包括:
提供一可繞自身軸線旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤，并圍繞所述轉(zhuǎn)盤中心在轉(zhuǎn)盤盤面上設(shè)置呈環(huán)形分布的復(fù)數(shù)通孔，
以及，驅(qū)使所述轉(zhuǎn)盤按照設(shè)定速率旋轉(zhuǎn)，并使該復(fù)數(shù)通孔依次從至少一壓縮氣流供給裝置前方經(jīng)過，從而使由該至少一壓縮氣流供給裝置輸出的壓縮氣流能夠間歇透過所述轉(zhuǎn)盤并以脈沖方式激勵被測試葉片。
[0006]一種葉片聞在線氣流激勵系統(tǒng)，包括:
可繞自身軸線旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤，其盤面上圍繞轉(zhuǎn)盤中心呈環(huán)形分布有η個通孔，η為大于或等于I的正整數(shù)；
以及，至少一壓縮氣流供給裝置，至少用以在所述轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)時，提供可透過依次從所述壓縮氣流供給裝置前方經(jīng)過的該復(fù)數(shù)通孔而間歇激勵被測試葉片的壓縮氣流。
[0007]作為其中可行的實施方案之一，所述壓縮氣流供給裝置具有至少一氣流輸出口，且在所述轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)過程中的任一選定時刻，其中至少一選定氣流輸出口僅可與所述轉(zhuǎn)盤上的m個通孔配合，m為小于等于η的正整數(shù)。
[0008]作為其中可行的實施方案之一，所述壓縮氣流供給裝置具有兩個以上氣流輸出口，該兩個以上氣流輸出口環(huán)繞所述轉(zhuǎn)盤軸線對稱分布，且在所述轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)過程中的任一選定時刻，每一氣流輸出口僅可與所述轉(zhuǎn)盤上的X個通孔配合，X為小于η的正整數(shù)，其中η > 2。[0009]作為其中可行的實施方案之一，在所述轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)時的任一選定時刻，每一氣流輸出口僅可與所述轉(zhuǎn)盤上的一個通孔配合。
[0010]進(jìn)一步的，在所述轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)過程中的任一選定時刻，由所述轉(zhuǎn)盤上的通孔輸出的壓縮氣流垂直指向被測試葉片。
[0011]作為較為優(yōu)選的實施方案之一，所述通孔的氣流輸入端的直徑大于氣流輸出端的直徑。尤為優(yōu)選的，所述通孔采用錐形通孔。
[0012]作為其中可行的實施方案之一，所述轉(zhuǎn)盤固定套設(shè)在一轉(zhuǎn)軸上，所述轉(zhuǎn)軸與驅(qū)動裝置傳動連接，所述驅(qū)動裝置與控制單元連接。
[0013]進(jìn)一步的，所述壓縮氣流供給裝置和被測試葉片分別被安裝在位于所述轉(zhuǎn)盤兩側(cè)的選定工位上。
[0014]通過前述設(shè)計，使得本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比至少具有如下優(yōu)點(diǎn):利用脈沖氣流激勵葉片而對葉片進(jìn)行振動測試，其中激勵力的大小、激勵的頻率、激勵的位置等參數(shù)均易于調(diào)控，因而能高仿真的模擬葉片的實際工作環(huán)境，尤其是，測試頻率可達(dá)6000Hz以上，獲得的測試結(jié)果更為準(zhǔn)確。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明一較佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖之一；
圖2是本發(fā)明一較佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖之二；
圖3是本發(fā)明一較佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖之三；
圖4是本發(fā)明一較佳實施例中轉(zhuǎn)盤的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是本發(fā)明一較佳實施例中設(shè)于轉(zhuǎn)盤上的通孔的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖及相關(guān)較佳實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說明。
[0017]本發(fā)明的主旨在于提供一種葉片高在線氣流激勵系統(tǒng)，其包括:
可繞自身軸線旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤，其盤面上圍繞轉(zhuǎn)盤中心呈環(huán)形分布有η個通孔，η為大于或等于I的正整數(shù)，尤其是大于2的正整數(shù)；
以及，至少一壓縮氣流供給裝置，至少用以在所述轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)時，提供可透過依次從所述壓縮氣流供給裝置前方經(jīng)過的該復(fù)數(shù)通孔而間歇激勵被測試葉片的壓縮氣流。
[0018]優(yōu)選的，前述通孔可均勻分布在轉(zhuǎn)盤盤面上。
[0019]作為一種可行的方案，可在所述壓縮氣流供給裝置上配設(shè)至少一氣流輸出口，且在所述轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)過程中的任一選定時刻，其中至少一選定氣流輸出口僅可與所述轉(zhuǎn)盤上的m個通孔配合，m為小于等于η的正整數(shù)。
[0020]更為具體的，可以將壓縮氣流供給裝置設(shè)在位于轉(zhuǎn)盤一側(cè)的至少一選定工位上，且該等選定工位分別對應(yīng)于被測試葉片上的相應(yīng)測試位置，在轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)盤上的各通孔依次與壓縮氣流供給裝置的氣流輸出口連通。
[0021]作為另一種可行的方案，可在所述壓縮氣流供給裝置上配設(shè)兩個以上氣流輸出口，并將該兩個以上氣流輸出口環(huán)繞所述轉(zhuǎn)盤軸線對稱分布，且在所述轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)過程中的任一選定時刻，每一氣流輸出口僅可與所述轉(zhuǎn)盤上的X個通孔配合，X為小于η的正整數(shù)，其中η≥2。
[0022]當(dāng)然，也可在該系統(tǒng)中配設(shè)多個壓縮氣流供給裝置，并使該等壓縮氣流供給裝置對稱分布在轉(zhuǎn)盤一側(cè)的若干選定工位上，，且在所述轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)過程中的任一選定時刻，每一壓縮氣流供給裝置僅可與所述轉(zhuǎn)盤上的部分通孔配合，特別是I個通孔配合。
[0023]進(jìn)一步的，在所述轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)過程中的任一選定時刻，應(yīng)使由所述轉(zhuǎn)盤上的通孔輸出的壓縮氣流垂直指向被測試葉片，從而在壓縮氣流的壓力、流量等恒定的條件下，使壓縮氣流能予葉片以最大的激勵力。
[0024]請參閱圖1-2所示，在本發(fā)明的一典型實施例中，該葉片高在線氣流激勵系統(tǒng)包括一轉(zhuǎn)盤I和一壓縮空氣輸出機(jī)構(gòu)2,其中，該轉(zhuǎn)盤I通過一轉(zhuǎn)軸4安裝在一機(jī)架5上,且轉(zhuǎn)盤可因驅(qū)動裝置驅(qū)使而與轉(zhuǎn)軸同步旋轉(zhuǎn)，而該壓縮空氣輸出機(jī)構(gòu)2和被測試葉片也均安裝在該機(jī)架5上，并分別設(shè)于該轉(zhuǎn)盤I兩側(cè)。
[0025]其中，該轉(zhuǎn)盤I的周緣部均勻分布有復(fù)數(shù)個通孔11，在轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)時，該等通孔11可依次與該壓縮空氣輸出機(jī)構(gòu)2的氣流輸出口連通。
[0026]較為優(yōu)選的，前述驅(qū)動裝置及用以控制壓縮空氣輸出機(jī)構(gòu)輸出的壓縮氣流的流速、流量等參數(shù)的電磁閥等還可均與一控制單元連接，操作人員可通過該控制單元而調(diào)整該等驅(qū)動裝置和電磁閥等的工作狀態(tài)。
[0027]又及，基于提升壓縮氣流的利用率及提升系統(tǒng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的考慮，對于轉(zhuǎn)盤上的通孔，可采用變徑設(shè)計，例如，優(yōu)選使所述通孔的氣流輸入端的直徑大于氣流輸出端的直徑和壓縮空氣輸出機(jī)構(gòu)的氣流輸出口口徑。特別是，所述通孔可采用錐形通孔，參閱圖3，當(dāng)任一通孔到達(dá)與壓縮空氣輸出機(jī)構(gòu)的氣流輸出口對應(yīng)位置時，由氣流輸出口輸出的壓縮氣流基本可全部進(jìn)入該通孔，而不會在兩者接合面處發(fā)生耗散及對轉(zhuǎn)盤和/或壓縮空氣輸出機(jī)構(gòu)造成激勵，且在壓縮氣流進(jìn)入通孔后，可在該通孔內(nèi)收束后再噴射出(如箭頭a所示方向)，如此還可提高壓縮氣流輸出的穩(wěn)定性，進(jìn)而更為有效的提升振動測試的準(zhǔn)確度。
[0028]而利用該系統(tǒng)對葉片進(jìn)行高在線測試的方法可以包括:驅(qū)使所述轉(zhuǎn)盤按照一定速率旋轉(zhuǎn)，并使轉(zhuǎn)盤上的各通孔依次從該壓縮空氣輸出機(jī)構(gòu)前方經(jīng)過，從而使由該壓縮空氣輸出機(jī)構(gòu)輸出的壓縮氣流能夠間歇性的透過所述轉(zhuǎn)盤并以脈沖方式激勵被測試葉片。其中，激勵力的大小、激勵的頻率等參數(shù)均可通過調(diào)整壓縮氣流的流速、流量及轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速等而調(diào)整，從而滿足不同的測試需求。
[0029]另外，顯然還可通過壓縮空氣輸出機(jī)構(gòu)的數(shù)量和設(shè)置位置等進(jìn)行調(diào)整，使其對應(yīng)于被測試葉片的不同部位，繼而實現(xiàn)對被測試葉片的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面測試。
[0030]綜述之，本發(fā)明的葉片高在線氣流激勵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，便于裝配維護(hù)，易于使用，且在應(yīng)用于葉片測試時，能高仿真的模擬葉片的各種實際工作環(huán)境，測試頻率可達(dá)6000Hz以上，且所測試結(jié)果更為準(zhǔn)確。
[0031]需要說明的是，以上較佳實施例僅供說明本發(fā)明之用，而非對本發(fā)明的限制，有關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，所作出各種變換或變型，均屬于本發(fā)明的范疇。
【權(quán)利要求】
1.一種葉片高在線氣流激勵系統(tǒng)，其特征在于，包括: 可繞自身軸線旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤，其盤面上圍繞轉(zhuǎn)盤中心呈環(huán)形分布有η個通孔，η為大于或等于I的正整數(shù)； 以及，至少一壓縮氣流供給裝置，至少用以在所述轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)時，提供可透過依次從所述壓縮氣流供給裝置前方經(jīng)過的該復(fù)數(shù)通孔而間歇激勵被測試葉片的壓縮氣流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉片高在線氣流激勵系統(tǒng)，其特征在于，所述壓縮氣流供給裝置具有至少一氣流輸出口，且在所述轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)過程中的任一選定時刻，其中至少一選定氣流輸出口僅可與所述轉(zhuǎn)盤上的m個通孔配合，m為小于等于η的正整數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉片高在線氣流激勵系統(tǒng)，其特征在于，所述壓縮氣流供給裝置具有兩個以上氣流輸出口，該兩個以上氣流輸出口環(huán)繞所述轉(zhuǎn)盤軸線對稱分布，，且在所述轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)過程中的任一選定時刻，每一氣流輸出口僅可與所述轉(zhuǎn)盤上的X個通孔配合，X為小于η的正整數(shù)，其中η≥2。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的葉片高在線氣流激勵系統(tǒng)，其特征在于，在所述轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)時的任一選定時刻，每一氣流輸出口僅可與所述轉(zhuǎn)盤上的一個通孔配合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉片高在線氣流激勵系統(tǒng)，其特征在于，在所述轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)過程中的任一選定時刻，由所述轉(zhuǎn)盤上的通孔輸出的壓縮氣流垂直指向被測試葉片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉片高在線氣流激勵系統(tǒng)，其特征在于，所述通孔的氣流輸入端的直徑大于氣流輸出端的直徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的葉片高在線氣流激勵系統(tǒng)，其特征在于，所述通孔采用錐形通孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉片高在線氣流激勵系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)盤固定套設(shè)在一轉(zhuǎn)軸上，所述轉(zhuǎn)軸與驅(qū)動裝置傳動連接，所述驅(qū)動裝置與控制單元連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉片高在線氣流激勵系統(tǒng)，其特征在于，所述壓縮氣流供給裝置和被測試葉片分別被安裝在位于所述轉(zhuǎn)盤兩側(cè)的選定工位上。
10.一種葉片高在線測試方法，其特征在于，包括: 提供一可繞自身軸線旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤，并圍繞所述轉(zhuǎn)盤中心在轉(zhuǎn)盤盤面上設(shè)置呈環(huán)形分布的復(fù)數(shù)通孔， 以及，驅(qū)使所述轉(zhuǎn)盤按照設(shè)定速率旋轉(zhuǎn)，并使該復(fù)數(shù)通孔依次從至少一壓縮氣流供給裝置前方經(jīng)過， 從而使由該至少一壓縮氣流供給裝置輸出的壓縮氣流能夠間歇透過所述轉(zhuǎn)盤并以脈沖方式激勵被測試葉片。
【文檔編號】G01M7/02GK103630314SQ201310601095
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月25日
【發(fā)明者】宋國平, 吳國雄 申請人:蘇州東菱振動試驗儀器有限公司