電容式葉尖間隙值得信賴「在線咨詢」

善測（天津）科技有限公司位于天津市西青學府工業(yè)區(qū)，于 2015年 7 月份成立，公司注冊資本 500 萬，是一家集研發(fā)生產(chǎn)一體的高科技公司。公司提供旋轉機械狀態(tài)監(jiān)測和健康管理。等產(chǎn)品和服務。

旋轉葉片葉尖間隙測量的關鍵技術研究

旋轉葉片葉尖間隙的實時監(jiān)測技術是電力工業(yè)、能源工業(yè)、航空、航運業(yè)亟待解決的難題,傳統(tǒng)的測量方法主要有放電探針測量法、電渦流測量法、微波測量法、超聲波測量法、電容測量法、X射線測量法、光學三角測量法等,這些方法存在不同程度的缺陷。在測量系統(tǒng)的執(zhí)行機構上，在橫向上采用左右螺旋直線直線運動單元，縱向上采用雙直線運動單元，如此，可依據(jù)實際情況和需要，選用單個或雙個CCD攝像機進行測量。為了使葉尖間隙測量技術達到實用水平,國內(nèi)、外一直致力于研究一種非接觸式旋轉葉片葉尖間隙測量新技術——光纖傳感測量技術。正是依托國家教育新世紀人才支持計劃資助項目——“基于光纖傳感的葉尖間隙測試技術研究”,在已有的各種間隙測量方法的研究基礎上,針對項目的具體技術要求,圍繞旋轉葉片的葉尖間隙測試技術進行分析研究主要工作包括以下幾個方面:

1、在原有兩組接收光纖的傳感器基礎上,采用了三組光纖束的光纖傳感器接收葉尖表面的反射光信息,實現(xiàn)了對葉片葉尖間隙的準確測量;該傳感器不僅可以消除光源波動、葉尖表面反射率變化對測量結果的影響,而且可以減小葉尖表面與傳感器端面間夾角變化對測量結果的影響。首先,數(shù)值研究了無射流條件下平頂葉尖間隙泄漏流流動與換熱,研究內(nèi)容包括無射流時葉尖間隙泄漏流場結構、葉柵出口截面總壓損失系數(shù)及葉尖換熱系數(shù)分布。

 2、建立了單光纖傳光、三組光纖束接收反射光的葉尖間隙傳感器的數(shù)學模型,并運用該模型對傳感器進行了優(yōu)化設計,確定了光纖傳感器的端面排列結構、初始距離、線性范圍等性能參數(shù)。

 3、設計了靜態(tài)葉尖間隙信號的放大與處理電路,實現(xiàn)了對靜態(tài)間隙信號的有效測量,并根據(jù)實測數(shù)據(jù)采用多組比值的曲面擬合,在一定測量范圍內(nèi)消除了葉片葉尖傾角變化對間隙測量的影響。

 4、通過分析傳感器的一組、兩組、三組接收光纖的信號特征,采用三組光纖束的光強比值信號對傳感器精度進行了比對,并結合實驗數(shù)據(jù)對傳感器性能進行了分析,在傳感器的線性測量范圍內(nèi),測量精度達到25um。

善測（天津）科技有限公司位于天津市西青學府工業(yè)區(qū)，于 2015年 7 月份成立，公司注冊資本 500 萬，是一家集研發(fā)生產(chǎn)一體的高科技公司。公司提供旋轉機械狀態(tài)監(jiān)測和健康管理。等產(chǎn)品和服務。

葉尖定時傳感器及葉片振動信號處理技術的研究

速旋轉葉片振動實時監(jiān)測技術是電力工業(yè)、能源工業(yè)、航運業(yè)尤其是航空 亟待解決的難題，傳統(tǒng)的接觸式測量方法很難做到同時監(jiān)測同級的所有葉片的振 動情況，因此國外一直在致力研究非接觸式旋轉葉片振動測量新技術—葉尖定時 測量技術。根據(jù)渦輪發(fā)動機等旋轉葉片設備葉尖間隙的結構特征與測量需要,建立了具有矢量特性的葉片點陣模型。依托裝備部預先研究課題“非接觸式旋轉葉片振動測量技術 研究”，基于葉尖定時測量技術，研制了旋轉葉片振動測量系統(tǒng)，包括葉尖定時傳 感器和轉速同步傳感器，動態(tài)模擬實驗裝置以及相應的數(shù)據(jù)采集軟件和振動分析 算法，通過動態(tài)和現(xiàn)場實驗，驗證了該系統(tǒng)對壓氣機、渦輪機高速旋轉葉片的振 動檢測的可行性。主要工作包括如下幾個方面：

 1. 設計了光纖束式葉尖定時傳感器，經(jīng)過靜態(tài)和動態(tài)的模擬實驗分析，充分驗證 了其作為整個系統(tǒng)的核心部件的實用性

 2. 設計了磁電式的霍耳轉速同步傳感器，在模擬實驗和現(xiàn)場實驗中，該傳感器工 作正常，保證了轉速同步信號的有效輸出； 3. 開發(fā)了一套采集數(shù)據(jù)采集軟件，輔助采集電路的調(diào)試和現(xiàn)場數(shù)據(jù)的實時采集；

 4. 開發(fā)了一套模擬實驗裝置，通過詳細的模擬實驗，對設計的傳感器和光電 接收電路進行了原理性驗證，并進行了優(yōu)化設計；

 5. 研究了一套實用可行的基于葉尖定時傳感的異步振動和同步共振分析算法，包 括異步和同步信號的分離，在現(xiàn)場實驗中成功探測到了葉片的同步共振信號， 驗證了其可靠性，為后續(xù)整個系統(tǒng)的實時檢測打下了基礎。

航空發(fā)動機葉尖間隙成因的理論研究及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的開發(fā)

在目前航空發(fā)動機設計與試驗中,保持良好的葉尖間隙成為提高發(fā)動機性能的重要手段之一。建立了一套完整的適用于毫米尺度流場領域的壓敏涂料測壓系統(tǒng),應用該測壓系統(tǒng)研究了毫米尺度微渦輪葉柵低雷諾數(shù)及葉尖間隙對吸力面壓力的影響。在發(fā)動機工作中,保持良好的葉尖間隙配合可以減少工作介質泄露,減小端壁損失從而提高發(fā)動機性能。在減小葉尖間隙提高其效率的同時可能還會導致轉靜子的碰摩,直接影響飛行安全。因此在飛行中保持良好的間隙配合對提高發(fā)動機性能和可靠性具有非常重要的實際意義和工程應用價值。本課題來源于中航工業(yè)沈陽發(fā)動機設計研究所國家安全重大基礎研究課題任務。本文在對航空發(fā)動機轉靜子葉尖間隙測試技術發(fā)展現(xiàn)狀和數(shù)據(jù)處理方法進行歸納分析的基礎上,對轉靜子間隙的單傳感器單步法的數(shù)學模型進行了推導,建立了轉靜子小二乘中心法的數(shù)學模型,建立了葉尖間隙相關特征參數(shù)FIR,IMP以及相對小二乘圓心的葉尖間隙值的數(shù)學模型,并建立了發(fā)動機水平放置時消除下沉量影響的數(shù)學模型,通過以上建立的模型求解的數(shù)值與國外成熟的發(fā)動機測試軟件Linipot軟件計算結果進行比對分析,誤差均小于0.001,相對誤差均小于0.005%,因此可斷定本文所進行的理論研究結果正確,所建立的各理論模型與國外的Linipot軟件的對應的數(shù)學模型一致。

軸向游隙因過盈裝配、帶負荷運行等因素影響較小

在實踐中，軸向游隙因過盈裝配、帶負荷運行等因素影響較小，故在安裝時，一般以軸承的原始游隙為標準進行調(diào)整。

具體調(diào)整方法（見圖4）：在減速機不蓋上蓋的情況下，將軸裝配安裝到位，軸承兩側壓蓋螺栓緊固到位，然后在軸的一端軸向施加一定的壓力。

該軸向力的大小可參照軸在運行中所承受的軸向力，然后使用塞尺測量間隙1與間隙2，測量完成后計算間隙1與間隙2之和，并與軸承測量的原始游隙對比，保證二者的差值在±40μm之內(nèi)，若無法達到要求，則可以通過增加調(diào)整墊片調(diào)整，直到達到要求為止。