本实用新型涉及试验设备技术领域，尤其涉及一种叶轮表面风压波动的模拟装置。
背景技术：
叶轮是空气压缩机的重要组成部分，是保证空气压缩机性能、可靠性、耐久性的重要零部件。
在空气压缩机的工作过程中，高速旋转的叶轮会对流动介质(即空气) 做功，相对应的，流动介质在叶轮通道中会对叶轮的叶片产生反作用力，进而较容易导致叶片产生疲劳损坏。因此，流动介质所产生的载荷是再制造叶轮二次服役过程中工作载荷的重要组成部分。
因此，如何模拟空气压缩机中叶轮的风场工况，模拟和评价叶轮在高压风场作用下的服役情况，成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。
技术实现要素：
本实用新型的目的是提供一种叶轮表面风压波动的模拟装置，以模拟空气压缩机中叶轮的风场工况，模拟和评价叶轮在高压风场作用下的服役情况。
为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种叶轮表面风压波动的模拟装置,包括：
机架；
设置在所述机架上的上夹具和下夹具；所述上夹具和所述下夹具分别用于夹固所述叶片的两端；
设置在所述机架的安装台上的试验箱，所述试验箱用于罩设在所述叶片上；
设置在所述机架，且与所述试验箱连通的供风系统，所述供风系统用于向所述试验箱内通风以向所述叶片模拟施加流体介质所产生的载荷。
优选的，所述供风系统包括鼓风机和通风管道，所述通风管道的一端连接所述鼓风机的出风口，另一端连通所述试验箱。
优选的，还包括风压调节装置，所述风压调节装置包括伺服电机和与所述伺服电机连接的变频装置，所述变频装置包括：
设置在所述通风管道上的阀体；
设置在所述阀体内的阀座；以及与所述阀座配合的所述阀芯，所述阀芯通过连接轴与所述伺服电机相连；所述伺服电机通过所述连接轴驱动所述阀芯相对于所述阀座转动以实现所述阀体在闭合和开启状态下切换。
本实用新型提供的叶轮表面风压波动的模拟装置能够通过供风系统和试验箱来模拟叶片所受到的流体介质所产生的载荷，通过高压风场来模拟空气压缩机中叶轮风场工况，模拟和评价叶轮在高压风场作用下的服役情况。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的叶轮表面风压波动的模拟装置的主视图，图中未显示试验箱；
图2是图1的侧视图，图中显示有试验箱；
图3是本实用新型实施例提供的叶轮表面风压波动的模拟装置的局部放大示意图；
图4是本实用新型实施例提供的叶轮表面风压波动的模拟装置的内部结构示意图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍。
请参考图1和图2，本实用新型实施例提供一种叶轮表面风压波动的模拟装置，用于对空气压缩机叶轮的叶片实施实验检测，以模拟空气压缩机中叶轮的风场工况，模拟和评价叶轮在高压风场作用下的服役情况。
图1和2所示的以模拟空气压缩机中叶轮的风场工况，模拟和评价叶轮在高压风场作用下的服役情况。包括机架10、上夹具20、下夹具30、试验箱40和供风系统60。
其中，机架10作为整个叶轮表面风压波动的模拟装置的骨架，用于为其他零部件提供安装基础。上夹具20和下夹具30设置在机架10上，通常，上夹具20设置在机架10的顶端，下夹具30设置在机架10的安装台上，也可以认为是整个叶轮表面风压波动的模拟装置的工作台。上夹具20和下夹具30分别用于夹固叶片70的两端，分别为顶端和底端，上夹具20和下夹具30分别向叶片70施加设定的拉力。
优选的方案中，以模拟叶片70所受的离心力，为了确保所施加的拉力能够较为准确地模拟其在工作状态下所受到的离心力，上夹具20上设置有拉力传感器50，拉力传感器50用于显示施加在叶片70上的拉力，当拉力不足时，拉力传感器50可以起到后续再调节的提示作用。
试验箱40用于设置在机架10的安装台上，试验箱40的作用在于罩设在叶片70上，以提供一个相对封闭的模拟环境。供风系统60设置在机架 10上，且与试验箱40连通，供风系统60向试验箱40内通风，进而使得气流作用于试验箱40内的叶片70上，最终达到模拟叶片70处于工作状态下所受到的流动介质所产生的载荷的目的。
供风系统60向试验箱40之内吹风，进而对试验箱40内的叶片实施作用力，来模拟叶片70在空气压缩机内腔中工作时的受力情况。
本实用新型提供的叶轮表面风压波动的模拟装置能够通过供风系统和试验箱来模拟叶片所受到的流体介质所产生的载荷，通过高压风场来模拟空气压缩机中叶轮风场工况，模拟和评价叶轮在高压风场作用下的服役情况。
请再次参考图1和2，本实施例中提供一种具体结构的机架10，该机架10包括电动缸101和直角杠杆102，其中，电动缸101设置在直角杠杆 102的底部，上夹具20设置在直角杠杆102的顶部，电动缸101能推动直角杠杆102摆动以调节进而间接拉拽上夹具20的达到夹紧叶片70顶端，且施加拉力的目的。直角杠杆102能起到调节上夹具20布置角度及位置的目的，同时，通过合理地布置直角杠杆102的支点能使得直角杠杆102将电动缸101的推力放大，同时实现电动缸101推力方向的转变。考虑到直角杠杆102受力较大，为实现高强度轻重量的要求，我们将直角杠杆102 的结构设计为焊接件，并设计合理的肋板和筋板提高直角杠杆102的整体强度。本实施例中，机架10通过高精度的电动伺服系统(电动缸)与直角杠杆102的加载，能实现静力的准确加载。
本实施例中，直角杠杆102的顶端可以设置有升降装置103，升降装置103能相对于直角杠杆102的顶端升降以调节上夹具20与下夹具30之间的距离，进而间接起到调节两者施加于叶片70上拉力的目的。具体的，升降装置103可以采用蜗轮丝杠升降机，采用蜗轮丝杠升降机能方便叶片 70的装夹，具有结构紧凑、重量轻、无噪音、承载能力强、自锁、推杆防旋转、可靠性高、使用寿命长等优点。与此同时，升降装置103的升降移动能辅助调节直角杠杆102的调平及确保载荷的竖直向上。
本实施例提供的叶轮表面风压波动的模拟装置还可以包括控制器，控制器与拉力传感器50和升降装置103均相连，控制器用于控制升降装置 103上升直至拉力传感器50所检测的数值达到设定值。具体的，控制器可以根据拉力传感器50所检测的实时拉力值与设定值比较，进而控制升降装置103的启停。这种PID控制方法能够较好地确保静力的高精度加载。
本实用新型实施例提供的叶轮表面风压波动的模拟装置中，供风系统 60包括鼓风机601和通风管道602，通风管道602的一端连接鼓风机601 的出风口连通，另一端连接试验箱40，进而实现向试验箱40内送风的目的。所提供的供风系统60还可以包括伺服电机603和与所述伺服电机603 连接的变频装置604，所述变频装置604包括阀体6041、阀座6042、阀芯 6043和连接轴6044。其中：阀体6041设置在通风管道602上，阀座6042 设置在阀体6041内，阀芯6043与阀座6042配合，阀体6041通过连接轴 6044与伺服电机603相连，伺服电机603通过连接轴6044驱动阀芯6043 相对于阀座6042转动以实现阀体6041在闭合和开启状态下切换，最终实现通风管道602的通闭。当然，阀芯6043的转动角度不同可以调节阀体 6041的开度，达到更加精确控制风量的目的。
以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。