一种用于测量燃压机组高压压气机动叶片静频的装置

1.一种用于测量燃压机组高压压气机动叶片静频的装置，其特征在于：所述装置包括液压夹紧装置（A），叶片夹具（B），激振器（C）、振动传感器（D）、数据采集器（E）和微型计算机（F），
所述液压夹紧装置（A）包括底座（7）、止推板（5）、活动板（2）和液压缸（1），底座（7）为长方形，止推板（5）为长方形，活动板（2）为长方形，止推板（5）固定在底座（7）的上端面的一端，止推板（5）的宽度方向的长侧面与底座（7）的长度方向的宽侧面垂直，液压缸（1）固定在底座（7）的上端面上，液压缸（1）的活塞杆的端部与活动板（2）的宽度方向的长侧面连接，活动板（2）与止推板（5）正对设置且二者具有间隙；
所述叶片夹具（B）包括第一夹紧件（8）、第二夹紧件（9）和底板（10），第一夹紧件（8）、第二夹紧件（9）和底板（10）的形状均为长方形，第一夹紧件（8）位于底板（10）的上端面上且二者滑动连接，第二夹紧件（9）固定连接在底板（10）的上端面，第一夹紧件（8）和第二夹紧件（9）正对设置，第一夹紧件（8）和第二夹紧件（9）用于固定夹紧待测动叶片（11），叶片夹具（B）位于活动板（2）与止推板（5）之间的间隙内，且第二夹紧件（9）与止推板（5）连接，第一夹紧件（8）与活动板（2）连接，液压夹紧装置（A）给叶片夹具（B）提供动力实现夹紧待测动叶片（11）；
激振器（C）用于激振待测动叶片（11）产生振动；
振动传感器（D）用于将待测动叶片（11）的振动的幅度转化成模拟信号；
数据采集器（E）用于采集振动传感器（D）输出的模拟信号，并对所述的信号进行滤波、模数转化，得到数字信号；
微型计算机（F）用于接收数据采集器（E）输出的数字信号，然后，进行频谱分析和频谱细化，输出待测动叶片（11）的静频。
2.根据权利要求1所述的一种用于测量燃压机组高压压气机动叶片静频的装置，其特征在于：所述第一夹紧件（8）的底面具有燕尾槽（8-1），底板（10）的上端面上具有与燕尾槽（8-1）相配合的凸出（10-1），第一夹紧件（8）通过能在燕尾槽（8-1）内滑动的凸出（10-1）与第二夹紧件（9）滑动连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于测量燃压机组高压压气机动叶片静频的装置，其特征在于：所述装置还包括肋板（6），肋板（6）的形状为三角形，且肋板（6）的一个直板面固定在底座（7）的上端面上，肋板（6）的另一个直板面与止推板（5）的长度方向的宽侧面连接。
4.根据权利要求1或2所述的一种用于测量燃压机组高压压气机动叶片静频的装置，其特征在于：所述振动传感器（D）为电涡流传感器。

一种用于测量燃压机组高压压气机动叶片静频的装置\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种测量压气机动叶片频率的装置，具体涉及一种用于测定燃压机组高压压气机动叶片静频的装置。\n背景技术\n[0002] 叶轮叶片是叶轮机最为关键的部件之一，振动破坏是造成叶轮叶片失效的重要原因，因此，叶轮叶片固有频率及其振型的测量是叶轮叶片制造、检修过程中必须进行的重要工作，叶片固有频率与激振力频率相同时就会发生共振，导致叶片事故，新燃压机组叶轮叶片安装前必须进行静频率（自振频率或固有频率）的测量和调频，旧机组大修时必须进行静频测量，以判断叶根是否松动，是否存在裂纹，因此，叶片静频的测量对于保证机组的安全具有重要的影响，由于燃压机组高压压气机动叶片短小，叶根形式独特，目前采用的常规测量方法无法对燃压机组高压压气机上安装的短小动叶片进行静频的准确测量。\n发明内容\n[0003] 本发明的目的是为解决采用现有技术对燃压机组高压压气机动叶片不能进行静频测量的问题，进而提供一种用于测量燃压机组高压压气机动叶片静频的装置。\n[0004] 本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明的一种用于测量燃压机组高压压气机动叶片静频的装置包括液压夹紧装置，叶片夹具，激振器、振动传感器、数据采集器和微型计算机，\n[0005] 所述液压夹紧装置包括底座、止推板、活动板和液压缸，底座为长方形，止推板为长方形，活动板为长方形，止推板固定在底座的上端面的一端，止推板的宽度方向的长侧面与底座的长度方向的宽侧面垂直，液压缸固定在底座的上端面上，液压缸的活塞杆的端部与活动板的宽度方向的长侧面连接，活动板与止推板正对设置且二者具有间隙；\n[0006] 所述叶片夹具包括第一夹紧件、第二夹紧件和底板，第一夹紧件、第二夹紧件和底板的形状均为长方形，第一夹紧件位于底板的上端面上且二者滑动连接，第二夹紧件固定连接在底板的上端面，第一夹紧件和第二夹紧件正对设置，第一夹紧件和第二夹紧件用于固定夹紧待测动叶片，\n[0007] 叶片夹具位于活动板与止推板之间的间隙内，且第二夹紧件与止推板连接，第一夹紧件与活动板连接，液压夹紧装置给叶片夹具提供动力实现夹紧待测动叶片；\n[0008] 激振器用于激振待测动叶片产生振动；\n[0009] 振动传感器用于将待测动叶片的振动的幅度转化成模拟信号；\n[0010] 数据采集器用于采集振动传感器输出的模拟信号，并对所述的信号进行滤波、模数转化，得到数字信号；\n[0011] 微型计算机用于接收数据采集器输出的数字信号，然后，进行频谱分析和频谱细化，输出待测动叶片的静频。\n[0012] 本发明的有益效果是：本发明通过专用叶片夹具的设计、液压夹紧装置的设计，解决了其固定不稳定的问题，配合振动传感器（高频率响应传感器），有效地解决了燃压机组动叶片频率测量的问题，测出的数据准确可靠；同时本发明利用频率分散度来评判表示一整圈叶片整体的静频率值离散情况，保证测量的动叶片的静频稳定可靠，保证压气机运行稳定，减少事故的发生，用F表示整圈叶片频率分散度，其计算方法如下：F=2×（fmax-fmin）/（fmax+fmin）其中：fmax指的是测量的该整圈叶片中单支叶片频率值最大的值，fmin指的是测量的该圈叶片中单只叶片频率值最小的值。当计算得到的频率分散度应小于或等于6％，若超出计算的频率分散度范围，挑出频率不合格叶片，通知上序更换叶片，重新测量并计算分散度，直到全部满足频率分散度应小于或等于6％，即合格。本发明通过实际测量试验总结，解决了设计的首台燃压机组第0级到第10级压气机动叶片静频率测量的问题，测量准确可靠，高效快捷，频率分散度小于6％。\n附图说明\n[0013] 图1是本发明装置的整体结构示意图，图2是本发明的液压夹紧装置的主视结构示意图，图3是图2的左视图，图4是图2的俯视图，图5是底座的主视结构示意图，图6是图5的俯视图，图7是活动板的主视结构示意图，图8是图7的左视图，图9是止推板的主视结构示意图，图10是图9的左视图，图11是肋板的主视结构示意图，图12是图11的俯视图，图13是叶片夹具主视结构示意图，图14是图13的左视图，图15是图13的俯视图。\n具体实施方式\n[0014] 具体实施方式一：结合图1～图15说明本实施方式，本实施方式的一种用于测量燃压机组高压压气机动叶片静频的装置包括液压夹紧装置A，叶片夹具B，激振器C、振动传感器D、数据采集器E和微型计算机F，\n[0015] 所述液压夹紧装置A包括底座7、止推板5、活动板2和液压缸1，底座7为长方形，止推板5为长方形，活动板2为长方形，止推板5固定在底座7的上端面的一端，止推板5的宽度方向的长侧面与底座7的长度方向的宽侧面垂直，液压缸1固定在底座7的上端面上，液压缸1的活塞杆的端部与活动板2的宽度方向的长侧面连接，活动板2与止推板5正对设置且二者具有间隙；\n[0016] 所述叶片夹具B包括第一夹紧件8、第二夹紧件9和底板10，第一夹紧件8、第二夹紧件9和底板10的形状均为长方形，第一夹紧件8位于底板10的上端面上且二者滑动连接，第二夹紧件9固定连接在底板10的上端面，第一夹紧件8和第二夹紧件9正对设置，第一夹紧件8和第二夹紧件9用于固定夹紧待测动叶片11，\n[0017] 叶片夹具B位于活动板2与止推板5之间的间隙内，且第二夹紧件9与止推板5连接，第一夹紧件8与活动板2连接，液压夹紧装置A给叶片夹具B提供动力实现夹紧待测动叶片11；\n[0018] 激振器C用于激振待测动叶片11产生振动；\n[0019] 振动传感器D用于将待测动叶片11的振动的幅度转化成模拟信号；\n[0020] 数据采集器E用于采集振动传感器D输出的模拟信号，并对所述的信号进行滤波、模数转化，得到数字信号；\n[0021] 微型计算机F用于接收数据采集器E输出的数字信号，然后，进行频谱分析和频谱细化，输出待测动叶片11的静频。\n[0022] 本实施方式的激振器还可以采用非接触激振力的激振器对动叶片施加激振力产生振动，所述激振器可以采用橡皮锤轻敲（沿切向方向）叶片适当位置,形成自由振动。\n[0023] 本实施方式针对的叶片包括纵树形、T形、燕尾形，可以根据叶片型线形态，设置叶片夹具工装，第一夹紧件与第二夹紧件的夹紧面与叶片型线形态相配合设计，进而保持叶片的夹紧状态。\n[0024] 本实施方式中将数据采集器采集的数字信号输入微型计算机内存中，进行快速傅里叶变换，将时域信号转变为频域信号，搜索叶片固有频率，然后在固有频率附近进行频率细化，中心频率值即为对应的叶片静频率值。本实施方式的微型计算机优先选用PSA-C频谱分析仪以及配套的测频软件。\n[0025] 具体实施方式二：结合图14说明本实施方式，本实施方式所述第一夹紧件8的底面具有燕尾槽8-1，底板10的上端面上具有与燕尾槽8-1相配合的凸出10-1，第一夹紧件8通过能在燕尾槽8-1内滑动的凸出10-1与第二夹紧件9滑动连接。如此设置，滑动可靠，运行稳定，便于夹紧叶片。其它与具体实施方式一相同。\n[0026] 具体实施方式三：结合图2、图11和图12说明本实施方式，本实施方式所述装置还包括肋板6，肋板6的形状为三角形，且肋板6的一个直板面固定在底座7的上端面上，肋板6的另一个直板面与止推板5的长度方向的宽侧面连接。如此设置，能够加强提高止推板的稳定性和承受强度。其它与具体实施方式一或二相同。\n[0027] 具体实施方式四：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述振动传感器D为电涡流传感器。如此设置，能够加强提高止推板的稳定性和承受强度。其它与具体实施方式一或二相同。\n[0028] 工作原理\n[0029] 本发明基于数字信号处理中的频谱分析和频谱细化技术，根据振动原理，利用专用夹具工装设计、液压夹紧装置设计，叶片在外部周期性激振力的作用会进行受拍振动，当外部激振力消失后，变为衰减的自由振动，其自由振动频率为叶片的各阶固有频率，叶片振动，通过测量振动位移或振动加速度，得到时域信号，通过数据采集器将采集信号输入微型计算机，通过频谱分析数据采集软件内，分析得到各阶固有频率，中心频率值即为对应的叶片静频率值。\n[0030] 实际使用时叶片在工作时受到旋转离心力的作用，叶片在直径方向上夹紧，在进行动叶片测静频时，为了模拟实际受到的离心力，预先进行离心力受力模拟，利用液力夹紧装置及叶片夹具工装对叶片进行固定，通过液压缸进行压力控制，在夹紧之后进行激振，进而通过数据采集、信号测试技术仪器（微机）及软件分析其叶片静频率。