透平机叶片性能测试系统的制作方法

本实用新型涉及一种疲劳测试设备，特别涉及一种透平机叶片性能测试系统，属于振动测试设备技术领域。

背景技术：

叶片作为透平机的关键和重要部件之一，对于透平机的结构完整性和使用可靠性具有至关重要的作用，通常叶片的失效将会造成重大安全事故。所以，为保证透平机叶片的使用安全，必须通过实验给出其考核部位的预定安全循环寿命。

由于叶片所受载荷比较复杂，在实际工作时，不仅要承受由于叶片本身在高速旋转产生的离心力低循环载荷，同时还会承受气流等介质对其施加的高频振动载荷，然而，现有试验装置在测试的过程中，一般采用电动机作为叶片疲劳测试的驱动部件，从而使模拟离心力低循环载荷与模拟高频载荷分别独立进行，使得在叶片工件的测试时的测试条件与实际工况存在较大差距。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种透平机叶片性能测试系统，以克服现有技术中的不足。

为实现前述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案包括：

本实用新型实施例提供了一种透平机叶片性能测试系统，其包括振动发生设备，所述振动发生设备包括动圈组件和磁路组件，所述动圈组件包括动圈骨架和绕设于动圈骨架上的驱动线圈，所述动圈骨架的工作台面用于安装待测试的透平机叶片，所述动圈骨架还与一导向轴固定连接，所述导向轴通过联轴器与一电机的驱动轴传动连接；

当向所述驱动线圈内通入电流，且使所述电机工作时，所述驱动线圈能够与磁路组件配合而驱使所述动圈组件沿自身轴线往复运动，同时所述电机还能够驱使所述动圈组件绕自身轴线旋转。

与现有技术相比，本实用新型的优点包括：本实用新型实施例提供的一种透平机叶片性能测试系统，结构简单，操作方便；该透平机叶片性能测试系统既能够实现对被测工件离心力低循环载荷的测试，同时还能够实现对叶片高频振动载荷的测试，进而可以对被测工件进行全面的疲劳测试，从而可以提高了测试结果的可靠性。

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，下面将对实施例或现有技术描述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申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一典型实施案例中一种透平机叶片性能测试系统的结构示意图；

图2是本实用新型一典型实施案例中一种滚珠花键的结构示意图。

具体实施方式

鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本实用新型的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。

本实用新型实施例提供了一种透平机叶片性能测试系统，其包括振动发生设备，所述振动发生设备包括动圈组件和磁路组件，所述动圈组件包括动圈骨架和绕设于动圈骨架上的驱动线圈，所述动圈骨架的工作台面用于安装待测试的透平机叶片，所述动圈骨架还与一导向轴固定连接，所述导向轴通过联轴器与一电机的驱动轴传动连接；

当向所述驱动线圈内通入电流，且使所述电机工作时，所述驱动线圈能够与磁路组件配合而驱使所述动圈组件沿自身轴线往复运动，同时所述电机还能够驱使所述动圈组件绕自身轴线旋转。

进一步的，所述导向轴还与至少一轴承配合。

进一步的，所述导向轴与至少一滑动轴承配合。

进一步的，所述联轴器包括可同时进行直线运动和旋转运动的滚珠花键。

进一步的，所述滚珠花键为外筒旋转式滚珠花键，所述滚珠花键包括花键轴、外筒以及多个滚珠，所述外筒套设在所述花键轴上，所述多个滚珠设置在所述花键轴与外筒之间；所述花键轴表面具有多条沿其轴向设置的导向凹槽，所述滚珠的局部设置于所述多条导向凹槽内，且所述多个滚珠能够自旋转，同时，所述多个滚珠还能够沿所述导向凹槽滚动。

进一步的，所述电机的驱动轴、联轴器和导向轴位于同一轴线上。

进一步的，所述磁路组件包括永磁体，当向所述驱动线圈内通入电流时，所述驱动线圈能够与所述永磁体的磁场相互作用而使动圈组件沿自身轴线往复运动。

进一步的，所述磁路组件包括励磁线圈，当向所述驱动线圈、励磁线圈内均通入电流时，所述驱动线圈与励磁线圈能够因电磁感应作用而使动圈组件沿自身轴线往复运动。

进一步的，所述振动发生设备包括电动振动台、电磁振动台、电动激振器、电磁激振器或感应振动台。

进一步的，所述动圈组件还包括可分离设置的第一导电部件和第二导电部件，所述第一导电部件固定于所述动圈骨架上并与所述驱动线圈电连接，所述第二导电部件与外部电源电连接，所述第二导电部件以电磁感应的方式与所述第一导电部件电连接，或者，所述第二导电部件的局部与第一导电部件以滑动或滚动方式与所述第一导电部件配合且保持电性接触；和/或，所述第一导电部件和第二导电部件包括电刷。

如下将结合附图对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。

请参阅图1和图2，一种透平机叶片性能测试系统，其包括振动发生设备和电机，所述振动发生设备包括动圈组件100和磁路组件200，所述动圈组件100包括动圈骨架110和绕设于动圈骨架上的驱动线圈120，所述动圈骨架110的工作台面用于安装待测试的透平机叶片，所述动圈骨架110还与一导向轴140固定连接，所述导向轴140通过联轴器300与电机400的驱动轴400传动连接；

当向所述驱动线圈120内通入电流，且使所述电机400工作时，所述驱动线圈120能够与磁路组件200配合而驱使所述动圈组件100沿自身轴线往复运动，同时所述电机400还能够驱使所述动圈组件100绕自身轴线旋转。

具体的，透平机是将流体工质中蕴有的能量转换成机械功的机器，透平的工作条件和所用工质不同，所以它的结构形式多种多样，但基本原理相似，透平的最主要的部件是一个旋转件即转子或叶轮，旋转件安装在透平机的轴上且具有沿均匀排列的叶片，流体所具能量在流动中经过喷管时转换成功能，流过叶轮时流体冲击叶轮，推动叶轮转动，从而驱动透平轴旋转，输出机械功。透平机的工质可以是气体，如:蒸汽、燃气、空气、其他气体或混合气，也可以是液体，如:水、油或其他液体。

具体的，旋转件在工作状态下会受到离心力和工质的冲击力，本实用新型实施例提供的一种透平机叶片性能测试系统采用振动发生设备模拟工质对叶片的冲击力，同时采用电机模拟并提供叶片旋转时产生的离心力，进而实现对叶片离心力低循环载荷与高频载荷的测试，使测试结果更加接近真实工况，进而使测试结果更加准确。

具体的，所述振动发生设备可以是电动振动台、电磁振动台、电动激振器、电磁激振器或感应振动台等能够提供高频振动的设备。

具体的，所述动圈骨架具有一振动台面，所述振动台面设置有用于固定被测工件的夹具，该夹具的结构可以根据被测工件的结构和尺寸进行设置，在此不作具体的限制。

具体的，所述磁路组件200可以是永磁体，当向所述驱动线圈内通入电流时，所述驱动线圈120能够与所述永磁体的磁场相互作用而使动圈组件100沿自身轴线往复运动。

具体的，所述磁路组件200还可以是励磁线圈，当向所述驱动线圈、励磁线圈内均通入电流时，所述驱动线圈与励磁线圈能够因电磁感应作用而使动圈组件沿自身轴线往复运动。

具体的，所述动圈组件100还包括可分离设置的第一导电部件130和第二导电部件(图中未示出)，所述第一导电部件130固定于所述动圈骨架110上并与所述驱动线圈120电连接，所述第二导电部件与外部电源电连接，所述第二导电部件以电磁感应的方式与所述第一导电部件电连接，或者，所述第二导电部件的局部与第一导电部件以滑动或滚动方式与所述第一导电部件配合且保持电性接触。

具体的，第一导电部件可以是固定于动圈骨架上的金属板、金属带或者金属层，动圈骨架上还设置有与第一导电部件配合的绝缘防护结构；其中，第一导电部件用以与第二导电部件接触的表面是光滑的，至少以降低第二导电部件的损耗和提高电性接触的通畅性，第二导电部件可以包括至少一电刷，例如石墨电刷等；当然，所述第二导电部件还可以包括一弹性元件，例如弹簧等，所述弹性元件与所述电刷的一端连接，所述弹性元件至少用于提供抵推电刷的力而使所述电刷的一端始终与第一导电部件保持电性接触。

具体的，所述导向轴140还与至少一滑动轴承500配合，滑动轴承是在滑动摩擦下工作的轴承，滑动轴承的工作平稳、可靠、无噪声，在液体润滑条件下，可以大大减小摩擦损失和表面磨损，油膜还具有一定的吸振能力。其中，滑动轴承的轴被轴承支承的部分称为轴颈，与轴颈相配的零件称为轴瓦，为了改善轴瓦表面的摩擦性质而在其内表面上浇铸的减摩材料层称为轴承衬，轴瓦和轴承衬的材料统称为滑动轴承材料，本实用新型实施例中所采用的滑动轴承可以采用本领域技术人员已知的滑动轴承，其可以通过市购获得。

具体的，请参阅图2，所述联轴器300可以是可同时进行直线运动和旋转运动的滚珠花键，例如，所述滚珠花键为外筒旋转式滚珠花键，所述滚珠花键包括花键轴310、外筒320以及多个滚珠330，所述外筒320套设在所述花键轴310上，所述多个滚珠330设置在所述外筒320内；所述花键轴310表面具有多条沿其轴向设置的导向凹槽311，所述滚珠330的局部设置于所述多条导向凹槽内，且所述多个滚珠330能够自旋转，同时，所述多个滚珠330在随外筒320沿花键轴310作直线运动时，滚珠330还能够沿所述导向凹槽滚动。

具体的，所述电机的驱动轴410、联轴器300、导向轴140和动圈骨架110同轴设置。

本实用新型实施例提供的一种透平机叶片性能测试系统，结构简单，操作方便；该透平机叶片性能测试系统既能够实现对被测工件离心力低循环载荷的测试，同时还能够实现对叶片高频振动载荷的测试，进而可以对被测工件进行全面的疲劳测试，从而可以提高了测试结果的可靠性。

应当理解，上述实施例仅为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。