葉尖服務(wù)至上,善測(cè)天津科技

航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片動(dòng)頻和動(dòng)應(yīng)力測(cè)量的主要特點(diǎn)是在高速旋轉(zhuǎn)下的測(cè)量。高速旋轉(zhuǎn)下測(cè)量一方面對(duì)傳感器（如應(yīng)變片）的安裝和防護(hù)，對(duì)連接電纜的安裝、焊接和防護(hù)等均提出了一些特殊的要求；另一方面對(duì)信號(hào)傳遞裝置（如引電器等）要求也較為苛刻；因此通過(guò)大量的統(tǒng)計(jì)分析，用經(jīng)修正后的材料耐振強(qiáng)度和蒸汽彎應(yīng)力之比作為葉片振動(dòng)強(qiáng)。此外，由于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的整機(jī)振動(dòng)激振源復(fù)雜，再加上噪聲，因此對(duì)其振動(dòng)信號(hào)的分析處理需要采用多種方法進(jìn)行反復(fù)研究比較，方可獲得比較理想的測(cè)試結(jié)果。

風(fēng)電機(jī)組的葉片上安裝振動(dòng)加速度傳感器。由于風(fēng)速變化而引起葉片在軸向方向上產(chǎn)生振動(dòng)，該振動(dòng)加速度傳感器能夠?qū)θ~片振動(dòng)的加速度數(shù)值進(jìn)行采集測(cè)量，反應(yīng)葉片振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。由于風(fēng)電機(jī)組的機(jī)艙工作受到風(fēng)速流動(dòng)的推力和壓力，以及溫度變化等方面的影響，應(yīng)采取工作頻率范圍較寬、堅(jiān)固耐用以及受到外界干擾較小的傳感器。本風(fēng)電機(jī)組振動(dòng)液壓控制系統(tǒng)采用壓電式加速度傳感器，它具有壓電材料受力產(chǎn)生電荷信號(hào)無(wú)需外界電源、抗干擾能力強(qiáng)、對(duì)工作環(huán)境不敏感的特點(diǎn)，利用彈簧質(zhì)量系統(tǒng)原理，在傳感器芯體質(zhì)量受到振動(dòng)加速度作用后產(chǎn)生一個(gè)與該加速度成正比的力，傳感器的壓電材料受此力作用后在其表面上形成與這一力成正比的電荷信號(hào)，完成對(duì)塔筒前后加速度的測(cè)量。轉(zhuǎn)子葉片的振動(dòng)特性將直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能及發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性和壽命。

高速旋轉(zhuǎn)葉片振動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)是電力工業(yè)、能源工業(yè)、航空、航運(yùn)業(yè)亟待解決的難題,傳統(tǒng)的接觸式測(cè)量方法很難做到同時(shí)監(jiān)測(cè)同級(jí)所有葉片的振動(dòng)情況,因此人們一直在研究非接觸式旋轉(zhuǎn)葉片振動(dòng)的測(cè)量新技術(shù)—葉端定時(shí)測(cè)量技術(shù)。它是一種利用旋轉(zhuǎn)著的葉片在有振動(dòng)與無(wú)振動(dòng)時(shí)到達(dá)葉端傳感器的時(shí)刻所存在的偏差來(lái)計(jì)算葉片振動(dòng)振幅和頻率的測(cè)量技術(shù)。隨著激光技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展,葉端定時(shí)測(cè)量技術(shù)在硬件技術(shù)上已完全成熟。但是在數(shù)據(jù)處理方法上還不夠完善。另外,有學(xué)者研究應(yīng)用反旋流措施來(lái)提高轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性，通過(guò)向密封間隙噴入逆向氣流來(lái)減小密封間隙內(nèi)的旋流。成為阻礙葉端定時(shí)技術(shù)發(fā)展的重大障礙。

葉片是葉輪機(jī)械的關(guān)鍵零部件,其工作環(huán)境惡劣,同時(shí)受高離心力、穩(wěn)定氣流力和交變氣流激振力的作用,是故障多發(fā)件。葉片失效原因主要有機(jī)械損傷、高溫?fù)p傷、高溫暴露、蠕變失效、疲勞失效和腐蝕。其中疲勞失效是重要的一個(gè)原因,它往往導(dǎo)致葉片斷裂。研究葉片的減振方法有較大的工程意義。目前已有一些較成熟的減振技術(shù),如干摩擦阻尼和蜂窩密封減振,前者通過(guò)特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)達(dá)到減振的目的，后者則能加劇氣流擾動(dòng),提高氣流的能量耗散,減小氣流激振。這些方法雖有明顯的減振作用,但效果有限,且其結(jié)構(gòu)固定,無(wú)法實(shí)現(xiàn)參數(shù)的調(diào)整。另外,有學(xué)者研究應(yīng)用反旋流措施來(lái)提高轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性，通過(guò)向密封間隙噴入逆向氣流來(lái)減小密封間隙內(nèi)的旋流。該工藝與新整體葉盤工藝稍有不同，因?yàn)閵A緊系統(tǒng)的元件排列在一個(gè)圓圈上，同時(shí)夾持所有葉片。反旋流只有在合適的流速和流量下才能起到抑振的作用,否則就會(huì)導(dǎo)致振動(dòng)失穩(wěn),且反旋流結(jié)構(gòu)復(fù)雜,設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)算困難,因此其工程應(yīng)用并不多。本文研究的吸氣方法從新的角度來(lái)改善葉頂間隙的氣流特性,較反旋流技術(shù)有較大的優(yōu)勢(shì)。