通过螺栓2-2固定在靠近扭振扰动部件1的转 轴端，作为传感器测量的基准。通过调节传感器支架7的水平位置和电涡流位移传感器A 探头的伸出长度，使在竖直方向上，电涡流位移传感器A探头对准伸出块2-1并控制在合适 的距离。
[0045] 结合图7,汽缸4由上汽缸4-1、衬套4-2、动叶栅4-3、动叶轮4-4、下汽缸4-5、汽 缸支座4-6构成，汽缸支座4-6用燕尾槽螺栓固定在基座8上，用于支撑上、下汽缸，上汽缸 4-1和下汽缸4-5配合安装在转轴5上，汽缸和转轴5之间用汽封结构进行密封，上汽缸4-1 和下汽缸4-5的配合面之间加垫橡胶垫；上、下汽缸内壁设有衬套4-2,动叶轮4-4设于上、 下汽缸内的转轴上，动叶栅4-3连接动叶轮4-4。汽缸上安装有进气和排气接口；进气接口 通过充气管路9-2与流体源9-1连接；排气接口安装旋拧阀。
[0046] 汽缸4用于密封一定粘度和一定密度的流体，通过流体源9-1保证流体腔的流体 压力恒定为指定压力值。
[0047] 动叶轮可以更换不同形状的动叶栅（直叶片或弯扭叶片），根据叶片长度更换不 同厚度的衬套4-3来形成与实际汽轮机相近的流体腔。
[0048] 第一惯性轮盘3-1和第二惯性轮盘3-2作为转子的转动部件，轮盘有不同大小，更 换轮盘用于模拟汽轮机组的转动质量。
[0049] 转轴5的末端通过键连接在转子支座6上，约束转轴5的旋转自由度；转轴支座6 以悬臂形式支撑转轴5,支撑整个转子系统。
[0050] 二、带叶栅结构的轴系扭振阻尼效应的测试方法
[0051] 1、传感器检查：调节电涡流位移传感器A探头与伸出块2-1表面的距离，使探头的 电压为电涡流位移传感器供电电压的中间值；（本实施例采用24V直流电供电，探头的合适 电压值为11-12V)
[0052] 2、根据实验条件安装一定长度一定形状的叶片；
[0053] 3、通过流体源9-1向汽缸4中充入一定压力的实验流体；
[0054] 4、旋转扭矩手轮1-1，旋转卡块1-4至卡块1-4卡住扭矩手轮1-1上的齿盘；
[0055] 5、松开卡块1-4,转轴5发生周期性扭转；记录转轴5扭转的实验数据；
[0056] 6、通过分析实验数据，获得转轴扭转衰减曲线，如图8所示，进而获得阻尼系数。
[0057] 图8中，A(t)为随时间衰减的扭振振幅，ω是无阻尼下的自振频率，ξ为阻尼比， t为时间，y(t)为扭振幅度衰减曲线，有阻尼下的自振频率^
[0058] 相关研究已表明，扭振振幅是按等比级数衰减的，阻尼比ξ值愈大，则衰减速度 愈快。一般的，如果ξ<0.2J
，其中，yk+Ayk为经过一个 周期的相邻振幅。
[0059] 工程上一般通过实测扭振衰减曲线，并通过上述定义来计算阻尼比ξ。
【主权项】
1. 一种带叶栅结构的轴系扭振阻尼效应的测试装置，其特征在于：包括基座（8)，基座 (8)上设有转轴支座(6)，转轴（5) -端设于转轴支座（6)上，转轴（5)另一端设有扭振扰 动部件（1)，汽缸⑷设于转轴（5)中部，汽缸⑷两侧分别设有第一惯性轮盘（3-1)、第二 惯性轮盘（3-2)，测量模块（2)设于扭振扰动部件（1)、汽缸（4)之间； 扭振扰动部件（1)包括设于转轴（5)上的扰动部件支座，扭矩手轮（1-1)同轴设于扰 动部件支座前侧，扰动部件支座上设有卡块（1-4); 测量模块（2)包括传感器支架（7)和伸出块（2-1);传感器支架（7)设于基座（8)上， 用于安装电涡流位移传感器（A);伸出块（2-1)同轴设于转轴（5)上，作为电涡流位移传感 器㈧测量的基准。2. 如权利要求1所述的一种带叶栅结构的轴系扭振阻尼效应的测试装置，其特征在 于：所述扰动部件支座包括上扰动部件支座（1-2)和下扰动部件支座（1-3)，上扰动部件支 座（1-2)和下扰动部件支座（1-3)盖合后的通孔为刀口形式，刀口直径大于所述转轴（5) 直径。3. 如权利要求1所述的一种带叶栅结构的轴系扭振阻尼效应的测试装置，其特征在 于：所述扭矩手轮（1-1)上设有齿盘。4. 如权利要求1所述的一种带叶栅结构的轴系扭振阻尼效应的测试装置，其特征在 于：所述汽缸（4)包括汽缸支座（4-6)构成，汽缸支座（4-6)设于基座（8)上，用于支撑上 汽缸（4-1)、下汽缸（4-5)，上汽缸（4-1)、下汽缸（4-5)配合安装在所述转轴（5)上；上汽缸 (4-1)、下汽缸（4-5)内壁设有衬套（4-2)，动叶轮（4-4)设于上汽缸（4-1)、下汽缸（4-5) 内的转轴上，动叶栅（4-3)连接动叶轮（4-4)。5. 如权利要求1或4所述的一种带叶栅结构的轴系扭振阻尼效应的测试装置，其特 征在于：所述上汽缸（4-1)、下汽缸（4-5)和转轴（5)之间通过汽封结构进行密封；上汽缸 (4-1)和下汽缸（4-5)的配合面之间加垫橡胶垫。6. 如权利要求1所述的一种带叶栅结构的轴系扭振阻尼效应的测试装置，其特征在 于：所述汽缸（4)上设有进气和排气接口；进气接口通过充气管路（9-2)与流体源（9-1)连 接；排气接口安装旋拧阀。7. 如权利要求1所述的一种带叶栅结构的轴系扭振阻尼效应的测试装置，其特征在 于：所述转轴（5)的末端通过键连接在转子支座（6)上，转轴支座（6)以悬臂形式支撑转轴 (5)。8. -种带叶栅结构的轴系扭振阻尼效应的测试方法，其特征在于：采用如权利要求1 所述的带叶栅结构的轴系扭振阻尼效应的测试装置，步骤为： 步骤1 :传感器检查： 调节电涡流位移传感器（A)的探头与伸出块（2-1)表面的距离，使所述探头的电压为 电涡流位移传感器（A)供电电压的中间值； 步骤2 :为动叶轮选用待测试的长度和形状的动叶栅； 步骤3 :通过流体源（9-1)向汽缸（4)中充入设定压力的实验流体； 步骤4 :旋转扭矩手轮（1-1)，旋转卡块（1-4)至卡块（1-4)卡住扭矩手轮（1-1)上的 齿盘； 步骤5 :松开卡块（1-4)，转轴（5)发生周期性扭转；同时记录转轴（5)扭转的实验数 据； 步骤6:通过分析实验数据，获得转轴（5)的扭转衰减曲线，进而获得阻尼系数。9.如权利要求1所述的一种带叶栅结构的轴系扭振阻尼效应的测试装置，其特征在 于：所述步骤1中，通过所述调节传感器支架（7)的水平位置和电涡流位移传感器（A)探头 的伸出长度，使在竖直方向上，电涡流位移传感器（A)探头对准所述伸出块（2-1)并控制在 设定的距离。
【专利摘要】本发明提供了一种带叶栅结构的轴系扭振阻尼效应的测试装置，包括基座，基座上设有转轴支座，转轴一端设于转轴支座上，转轴另一端设有扭振扰动部件，汽缸设于转轴中部，汽缸两侧分别设有第一惯性轮盘、第二惯性轮盘，测量模块设于扭振扰动部件、汽缸之间；扭振扰动部件包括设于转轴上的扰动部件支座，扭矩手轮同轴设于扰动部件支座前侧，扰动部件支座上设有卡块；测量模块包括传感器支架和伸出块；传感器支架设于基座上，用于安装电涡流位移传感器；伸出块同轴设于转轴上，作为电涡流位移传感器测量的基准。本发明还提供了一种带叶栅结构的轴系扭振阻尼效应的测试方法，可以研究不同叶片结构、不同流体工况对轴系扭振的阻尼效应。
【IPC分类】G01H11/06, G01M13/00
【公开号】CN105424334
【申请号】CN201510750403
【发明人】李汪繁, 王坤, 孙庆, 黄树红, 王秀瑾, 蒋俊, 危奇, 鲁录义, 江代超
【申请人】上海发电设备成套设计研究院, 华中科技大学
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年11月6日