向上的拉力，并依次通过连接法兰29、拉力传感器61、第二杆端关节轴承62、第三销轴64、U形架65、垫块166、垫块1167、上拉杆68、第四销轴57将拉力载荷传递到叶片试件54上；启动第一伺服电机30，第一伺服电机30带动电机连盘32、调节盘36和螺柱轴38旋转，滑块连板140和滑块连板1142固定在直线滑轨49的滑块150和滑块1151上，利用曲柄滑块的机构原理，摆杆39将螺柱轴38的旋转运动转换成滑块连板140、拉压力传感器41、滑块连板1142、立柱152和立柱1153作往复直线运动，进而驱动安装在立柱间的板弹簧43作摆动运动。
[0057]启动高压鼓风机20，高压鼓风机20提供的风压载荷经风道123、风箱22、变流量装置73和出风嘴71传递到叶片试件54上。至此，该试验机完成对叶片试件54施加三个方向的载荷;该试验机采用第二加载机构(主要是指高压鼓风机20)和角度调节机构，这样便不仅可以准确模拟给叶片试件54施加的风载，而且可以根据工况在一定范围内自由调节叶片试件54受风载的方向，以上便使该试验机可以真实的模拟叶片试件54的实际工况，进而提高该试验机对叶片试件54进行性能评价结果的检测精度。另外，第一加载机构采用电动缸2，利用杠杆原理实现增力加载，具有比液压缸加载环保的优点;试验机中的弹簧缓冲器，可以解决电动缸2加载不连续的问题，获得更平稳的加载曲线;试验机中的升降调节机构，可以调节由大载荷下不可避免的机械结构变形带来的加载轴线跑偏问题，精度高。
[0058]随着试验的进行，试验过程中拉力传感器61、拉压力传感器41和风压传感器87采集到的试验拉力、风压和拉压力三种载荷信号，上述三种载荷信号会实时传递到计算机并显示到屏幕上。同时检测系统设有自保护程序，当某一参数达到预设值时，实验机会自动停机并报警，实现对试验机系统的自保护功能。
[0059]上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明并不限于以上实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明的技术方案的前提下作出各种方案，显然，这些方案不可能超出本发明请求保护的技术范围。
【主权项】
1.一种叶片疲劳性能试验机，包括第一加载机构、第二加载机构、第三加载机构、升降调节机构、角度调节机构、叶片夹具机构和风压调频机构，其特征在于: 所述第一加载机构的支撑架I (3)与支撑架II (4)通过螺钉固定在底座I (I)上，电动缸(2)的两侧耳轴支撑在支撑架1(3)与支撑架11(4)上，其输出端与第一杆端关节轴承(5)通过螺纹连接，第一杆端关节轴承(5)与第一销轴(6)铰接，第一销轴(6)的两端分别支承在弹簧缓冲器的前板(7)的两个叉架通孔内，弹簧缓冲器的后板(14)通过螺钉固定在直角杠杆(15)长臂下端； 所述第二加载机构的高压鼓风机(20)通过螺钉固定在底座11(21)台面上，风箱(22)通过螺钉固定在底座I(I)台面上，风箱(22)通过风道1(23)与高压鼓风机(20)连接，风箱(22)通过风道11(24)与外界相通； 所述第三加载机构的第一伺服电机(30)通过螺钉固定在底座111(31)上，第一伺服电机(30)输出轴与电机连盘(32)通过平键(33)、轴端档板I (34)和螺钉III (35)固定连接，电机连盘(32)通过螺钉与调节盘(36)固定连接，直插槽(37)安装在调节盘(36)的T形槽内，螺柱轴(38)与直插槽(37)螺纹连接固定在调节盘(36)上，螺柱轴(38)依次通过摆杆(39)、滑块连板1(40)、拉压力传感器(41)、滑块连板11(42)与板弹簧(43)连接，滚动轴承1(44)和滚动轴承II (45)通过弹性挡圈固定在摆杆(39)两端轴孔内，螺柱轴(38)穿入滚动轴承I (44)中心孔，并通过轴套(46)和螺母111(47)固定连接，第五销轴(48)穿入滑块连板1(40)两叉架通孔和滚动轴承11(45)中心孔，并由弹性挡圈固定，滑块连板1(40)和滑块连板11(42)通过螺钉与安装在直线导轨(49)上的滑块1(50)和滑块11(51)固定连接，拉压力传感器(41)通过螺钉固定在滑块连板1(40)和滑块连板11(42)之间，立柱1(52)和立柱11(53)通过螺纹固定在滑块连板11(42)上，板弹簧(43)放置在立柱1(52)和立柱11(53)之间，直线导轨(49)与底座111(31)固定连接； 所述升降调节机构的第一手轮(28)与涡轮丝杠升降机(27)输入端固定连接，涡轮丝杠升降机(27)输出端与连接法兰(29)通过螺纹连接，连接法兰(29)依次通过拉力传感器(61 )、第二杆端关节轴承(62)、第三销轴(64)、U形架(65)、上拉杆(68)与第四销轴(57)连接，第四销轴(57)穿入上拉杆(68)两个支架通孔内，并由螺母IV(55)拧紧，垫块1(66)与垫块II (67)对称固定在U形架(65)两侧，上拉杆(68)通过U形架(65)底部通孔压在垫块I (66)与垫块11(67)上端面，U形架(65)通过第三销轴(64)与第二杆端关节轴承(62)连接，第二杆端关节轴承(62)与拉力传感器(61)通过螺纹连接，并用备紧螺母(63)拧紧； 所述角度调节机构的涡轮蜗杆减速机(69)固定在方形法兰盘(70)，方形法兰盘(70)通过螺钉固定在底座I (I)右侧壁上，涡轮蜗杆减速机(69)输入轴穿过固定在底座I (I)前侧壁上的小法兰盘(85)与第二手轮(86)固定连接，涡轮蜗杆减速机(69)输出轴与小齿轮(77)通过键连接，小齿轮(77)由固定在轴端的轴端挡板II (78)压紧，小齿轮(77)与底座大齿轮(76)啮合; 所述叶片夹具机构的叶片试件(54)上端与第四销轴(57)铰接，叶片试件(54)下端的上端面压在滑块I (80 )、滑块II (79)上端凸台的下端面上； 所述风压调频机构的第二伺服电机(19)通过螺钉固定在风箱(22)上，第二伺服电机(19)的输出轴通过弹性联轴器(72)与变流量装置(73)的输入轴连接，风箱(22)进风口与变流量装置(73)螺纹连接，出风嘴(71)与变流量装置(73)另一端螺纹连接。2.根据权利要求1所述的叶片疲劳性能试验机，其特征在于:所述的前板(7)与后板(14)均通过支撑轴I(1)与支撑轴II(Il)连接，支撑轴I(1)与支撑轴II(Il)上分别套有弹簧1(12)与弹簧11(13)，并且螺母1(8)与螺母11(9)分别在支撑轴1(10)与支撑轴II(Il)上抒紧。3.根据权利要求1所述的叶片疲劳性能试验机，其特征在于:所述直角杠杆(15)通过第二销轴(18)支撑在杠杆支架I (16)与杠杆支架II (17)上，直角杠杆(15)通孔两侧安装有铜套1(59)与铜套11(60)，第一挡板(25)与第二挡板(26)卡在第二销轴(18)两端的矩形槽内并分别通过螺钉固定在杠杆支架1(16)与杠杆支架11(17)上。4.根据权利要求1所述的叶片疲劳性能试验机，其特征在于:所述连接法兰(29)上安装拉力传感器(61)，所述传感器(61)的拉力信号通过数据转接卡传到计算机处理。5.根据权利要求1所述的叶片疲劳性能试验机，其特征在于:所述风道1(23)的管壁上安装有风压传感器(87)，风压传感器(87)与风道1(23)螺纹连接，并通过螺母VII(SS)锁紧，所述风压传感器(87)的风压信号通过数据转接卡传到计算机处理。6.根据权利要求1所述的叶片疲劳性能试验机，其特征在于:所述滑块连板1(40)与滑块连板11(42)之间安装拉压力传感器(41)，所述拉压力传感器(41)的压力信号通过数据转接卡传到计算机处理。7.根据权利要求1所述的叶片疲劳性能试验机，其特征在于:所述底座大齿轮(76)与小齿轮(77)啮合，刻度盘(75)通过螺钉固定在底座大齿轮(76)上，指针盘(74)套在底座大齿轮(76)外侧并通过螺钉固定在底座I(I)台面上。8.根据权利要求1所述的叶片疲劳性能试验机，其特征在于:所述滑块1(80)通过螺钉1、螺钉II (81、82)与螺母V、螺母VI (83、84)固定在底座大齿轮(76)上的T形槽内，滑块II(79)与滑块1(80)对称固定在底座大齿轮(76)上的另一条T形槽内，其固定方式与滑块I(80)固定方式相同。9.根据权利要求1所述的叶片疲劳性能试验机，其特征在于:所述板弹簧(43)和压板(58)通过螺钉与螺母夹持在叶片试件(54)上。
【专利摘要】本发明公开一种叶片疲劳性能试验机，所述试验机包括第一加载机构、第二加载机构、第三加载机构、升降调节机构、角度调节机构、试件夹具机构和风压调频机构。该试验机可以对叶片施加三个方向的载荷并进行载荷调整，所述载荷形式包括：模拟离心力的静态拉力、风压波动以及模拟转速突变时空气介质反作用力的交变扭矩，进而真实的模拟叶片的实际工况，准确和可靠地评价叶片的综合性能。另外，该试验机还可以实时准确的监测对叶片所施加载荷的大小。通过所述试验机对叶片疲劳性能的真实评价，对于提高叶轮叶片和空气压缩机性能，减少叶轮叶片疲劳失效造成的经济损失具有非常重要的意义。
【IPC分类】G01M13/00
【公开号】CN105628371
【申请号】CN201610163698
【发明人】齐效文, 张庆龙, 胡占齐, 杨育林, 刘长鑫, 裴桃林
【申请人】燕山大学
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年3月22日