[发明专利]一种涡轮叶片固有频率检测装置及检测方法

说明书

本发明公开了一种涡轮叶片固有频率检测装置及检测方法，所述检测装置包括检测工作台和固定设置在所述检测工作台上方的刚性桥架，所述检测工作台上设置有数控分度盘，所述数控分度盘上安装有用于装夹涡轮的三爪自定心卡盘，所述刚性桥架上向下竖立设置有第一电动推杆，所述第一电动推杆的伸缩杆下端连接有一用于拨动涡轮叶片的拨片机械手，所述检测工作台上固定有朝向涡轮叶片的声音传感器，所述数控分度盘、第一电动推杆和声音传感器分别连接控制系统。本发明实现了涡轮叶片固有频率检测的自动化作业，并提高了涡轮叶片固有频率检测的精度和可靠性。

技术领域

本发明涉及涡轮叶片固有频率检测技术领域，具体涉及一种涡轮叶片固有频率检测装置及检测方法。

背景技术

涡轮的精密铸造常采用失蜡浇注技术，具体是先制作与金属涡轮毛坯形状相同的涡轮蜡模，然后在涡轮蜡模的外表面涂上一层耐火的复合砂浆料，经干燥后涡轮蜡模表面形成一层耐火的砂浆壳体，壳体放到炉内烧结脱蜡，壳体内蜡料被烧掉，留下硬化的模壳作为浇注模具，将金属熔融后浇入模壳内冷却固化，去除砂浆壳体，即形成金属涡轮。

对于一些有特殊要求的涡轮，其在精密铸造后，需要对涡轮叶片进行固有频率测试，以保证最终的成品涡轮的性能。

现有技术中，叶片固有频率测试的一种方法是采用人工激振法，例如CN102538950A公开了一种发动机零部件固有频率的声学测试方法，具体是操作者手持锤子敲击叶片，使得涡轮叶片受激振动，然后采用声波传感器拾取被测叶片发出的声波，声波依次经过前置放大器、信号采集处理器，最终，由计算机输出被测零部件的各阶频率。该方法具有操作简单，测试频带宽，测试结果精确等优点。

但是，上述叶片固有频率测试也存在以下不足：

一是叶片的激振是采用人工敲击法，容易导致敲击位置的不一致和敲击力量的不一致，从而影响到测量的精度和可靠性。而且，对于较薄的叶片容易导致因敲击力量过大而使得叶片变形而损伤叶片，对于较厚的叶片容易导致因敲击力量过小而无法有效使得叶片起振，由此同样影响了测量的精度和可靠性。

二是测试容易受到外界声音环境的干扰，从而影响到测量的精度。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种涡轮叶片固有频率检测装置及检测方法，旨在实现涡轮叶片固有频率检测的自动化作业，并提高涡轮叶片固有频率检测的精度和可靠性。具体的技术方案如下：

一种涡轮叶片固有频率检测装置，包括检测工作台和固定设置在所述检测工作台上方的刚性桥架，所述检测工作台上设置有数控分度盘，所述数控分度盘上安装有用于装夹涡轮的三爪自定心卡盘，所述刚性桥架上向下竖立设置有第一电动推杆，所述第一电动推杆的伸缩杆下端连接有一用于拨动涡轮叶片的拨片机械手，所述检测工作台上固定有朝向涡轮叶片的声音传感器，所述数控分度盘、第一电动推杆和声音传感器分别连接控制系统。

本发明中，所述拨片机械手包括通过第一铰轴转动连接在所述第一电动推杆的伸缩杆下端的顶压连杆、通过第二铰轴转动设置在所述顶压连杆下端的拨片滚轮，所述第一电动推杆的伸缩杆的一侧固定连接有一推杆座，所述推杆座上安装有第二电动推杆，所述第二电动推杆的伸缩杆前端通过第三铰轴转动连接有一拨片连杆，所述拨片连杆与所述顶压连杆之间通过第四铰轴转动连接。

其中，所述第一电动推杆的驱动电机为步进电机，所述第一电动推杆的伸缩杆上设置有压力传感器。

作为本发明的进一步改进，所述第一电动推杆的伸缩杆上还连接有一在检测时用于屏蔽外界声音干扰的声音屏蔽罩装置；所述声音屏蔽罩装置包括连接在所述第一电动推杆的伸缩杆上的声音屏蔽弹性罩壳，所述拨片机械手位于所述声音屏蔽弹性罩壳之内。

优选的，所述压力传感器在所述第一电动推杆的伸缩杆上位于所述声音屏蔽弹性罩壳与所述第一电动推杆的伸缩杆之间的连接部以下的位置。