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

旋轉(zhuǎn)葉片葉尖間隙測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)研究

旋轉(zhuǎn)葉片葉尖間隙的實(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)的測(cè)量方法主要有放電探針測(cè)量法、電渦流測(cè)量法、微波測(cè)量法、超聲波測(cè)量法、電容測(cè)量法、X射線測(cè)量法、光學(xué)三角測(cè)量法等,這些方法存在不同程度的缺陷。在測(cè)量系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)上，在橫向上采用左右螺旋直線直線運(yùn)動(dòng)單元，縱向上采用雙直線運(yùn)動(dòng)單元，如此，可依據(jù)實(shí)際情況和需要，選用單個(gè)或雙個(gè)CCD攝像機(jī)進(jìn)行測(cè)量。為了使葉尖間隙測(cè)量技術(shù)達(dá)到實(shí)用水平,國(guó)內(nèi)、外一直致力于研究一種非接觸式旋轉(zhuǎn)葉片葉尖間隙測(cè)量新技術(shù)——光纖傳感測(cè)量技術(shù)。正是依托國(guó)家教育新世紀(jì)人才支持計(jì)劃資助項(xiàng)目——“基于光纖傳感的葉尖間隙測(cè)試技術(shù)研究”,在已有的各種間隙測(cè)量方法的研究基礎(chǔ)上,針對(duì)項(xiàng)目的具體技術(shù)要求,圍繞旋轉(zhuǎn)葉片的葉尖間隙測(cè)試技術(shù)進(jìn)行分析研究主要工作包括以下幾個(gè)方面:

1、在原有兩組接收光纖的傳感器基礎(chǔ)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(shí)現(xiàn)了對(duì)葉片葉尖間隙的準(zhǔn)確測(cè)量;該傳感器不僅可以消除光源波動(dòng)、葉尖表面反射率變化對(duì)測(cè)量結(jié)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(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。首先,數(shù)值研究了無(wú)射流條件下平頂葉尖間隙泄漏流流動(dòng)與換熱,研究?jī)?nèi)容包括無(wú)射流時(shí)葉尖間隙泄漏流場(chǎng)結(jié)構(gòu)、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(xué)模型,并運(yùn)用該模型對(duì)傳感器進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),確定了光纖傳感器的端面排列結(jié)構(gòu)、初始距離、線性范圍等性能參數(shù)。

 3、設(shè)計(jì)了靜態(tài)葉尖間隙信號(hào)的放大與處理電路,實(shí)現(xiàn)了對(duì)靜態(tài)間隙信號(hào)的有效測(cè)量,并根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)采用多組比值的曲面擬合,在一定測(cè)量范圍內(nèi)消除了葉片葉尖傾角變化對(duì)間隙測(cè)量的影響。

 4、通過(guò)分析傳感器的一組、兩組、三組接收光纖的信號(hào)特征,采用三組光纖束的光強(qiáng)比值信號(hào)對(duì)傳感器精度進(jìn)行了比對(duì),并結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)傳感器性能進(jìn)行了分析,在傳感器的線性測(cè)量范圍內(nèi),測(cè)量精度達(dá)到25um。

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

葉尖定時(shí)傳感器及葉片振動(dòng)信號(hào)處理技術(shù)的研究

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)、航運(yùn)業(yè)尤其是航空 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)的所有葉片的振 動(dòng)情況，因此國(guó)外一直在致力研究非接觸式旋轉(zhuǎn)葉片振動(dòng)測(cè)量新技術(shù)—葉尖定時(shí) 測(cè)量技術(shù)。根據(jù)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)等旋轉(zhuǎn)葉片設(shè)備葉尖間隙的結(jié)構(gòu)特征與測(cè)量需要,建立了具有矢量特性的葉片點(diǎn)陣模型。依托裝備部預(yù)先研究課題“非接觸式旋轉(zhuǎn)葉片振動(dòng)測(cè)量技術(shù) 研究”，基于葉尖定時(shí)測(cè)量技術(shù)，研制了旋轉(zhuǎn)葉片振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，包括葉尖定時(shí)傳 感器和轉(zhuǎn)速同步傳感器，動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)裝置以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集軟件和振動(dòng)分析 算法，通過(guò)動(dòng)態(tài)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了該系統(tǒng)對(duì)壓氣機(jī)、渦輪機(jī)高速旋轉(zhuǎn)葉片的振 動(dòng)檢測(cè)的可行性。主要工作包括如下幾個(gè)方面：

 1. 設(shè)計(jì)了光纖束式葉尖定時(shí)傳感器，經(jīng)過(guò)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的模擬實(shí)驗(yàn)分析，充分驗(yàn)證 了其作為整個(gè)系統(tǒng)的核心部件的實(shí)用性

 2. 設(shè)計(jì)了磁電式的霍耳轉(zhuǎn)速同步傳感器，在模擬實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)中，該傳感器工 作正常，保證了轉(zhuǎn)速同步信號(hào)的有效輸出； 3. 開(kāi)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(chǎng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集；

 4. 開(kāi)發(fā)了一套模擬實(shí)驗(yàn)裝置，通過(guò)詳細(xì)的模擬實(shí)驗(yàn)，對(duì)設(shè)計(jì)的傳感器和光電 接收電路進(jìn)行了原理性驗(yàn)證，并進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)；

 5. 研究了一套實(shí)用可行的基于葉尖定時(shí)傳感的異步振動(dòng)和同步共振分析算法，包 括異步和同步信號(hào)的分離，在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)中成功探測(cè)到了葉片的同步共振信號(hào)， 驗(yàn)證了其可靠性，為后續(xù)整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)檢測(cè)打下了基礎(chǔ)。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉尖間隙成因的理論研究及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)

在目前航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)中,保持良好的葉尖間隙成為提高發(fā)動(dòng)機(jī)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(chǎng)領(lǐng)域的壓敏涂料測(cè)壓系統(tǒng),應(yīng)用該測(cè)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(duì)吸力面壓力的影響。在發(fā)動(dòng)機(jī)工作中,保持良好的葉尖間隙配合可以減少工作介質(zhì)泄露,減小端壁損失從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能。在減小葉尖間隙提高其效率的同時(shí)可能還會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)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(duì)提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能和可靠性具有非常重要的實(shí)際意義和工程應(yīng)用價(jià)值。本課題來(lái)源于中航工業(yè)沈陽(yáng)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)研究所國(guó)家安全重大基礎(chǔ)研究課題任務(wù)。本文在對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)靜子葉尖間隙測(cè)試技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和數(shù)據(jù)處理方法進(jìn)行歸納分析的基礎(chǔ)上,對(duì)轉(zhuǎn)靜子間隙的單傳感器單步法的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了推導(dǎo),建立了轉(zhuǎn)靜子小二乘中心法的數(shù)學(xué)模型,建立了葉尖間隙相關(guān)特征參數(shù)FIR,IMP以及相對(duì)小二乘圓心的葉尖間隙值的數(shù)學(xué)模型,并建立了發(fā)動(dòng)機(jī)水平放置時(shí)消除下沉量影響的數(shù)學(xué)模型,通過(guò)以上建立的模型求解的數(shù)值與國(guó)外成熟的發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試軟件Linipot軟件計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比對(duì)分析,誤差均小于0.001,相對(duì)誤差均小于0.005%,因此可斷定本文所進(jìn)行的理論研究結(jié)果正確,所建立的各理論模型與國(guó)外的Linipot軟件的對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)模型一致。

軸向游隙因過(guò)盈裝配、帶負(fù)荷運(yùn)行等因素影響較小

在實(shí)踐中，軸向游隙因過(guò)盈裝配、帶負(fù)荷運(yùn)行等因素影響較小，故在安裝時(shí)，一般以軸承的原始游隙為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整。

具體調(diào)整方法（見(jiàn)圖4）：在減速機(jī)不蓋上蓋的情況下，將軸裝配安裝到位，軸承兩側(cè)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(yùn)行中所承受的軸向力，然后使用塞尺測(cè)量間隙1與間隙2，測(cè)量完成后計(jì)算間隙1與間隙2之和，并與軸承測(cè)量的原始游隙對(duì)比，保證二者的差值在±40μm之內(nèi)，若無(wú)法達(dá)到要求，則可以通過(guò)增加調(diào)整墊片調(diào)整，直到達(dá)到要求為止。