[发明专利]实现离心风机激励特性物理分离的试验解耦装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种离心风机试验装置，尤其是一种能实现离心风机气流激励和机械激励及电磁激励物理分离的试验解耦装置。

背景技术

离心风机是一种将原动机的机械能转化为被输送气体压力能和动能的液体机械，降低其振动、空气噪声不仅有利于减小船体结构传递振动，降低船体水下辐射噪声，更重要的是改善了船员的工作环境和生活环境。

电动离心风机振动噪声主要由气流激励、机械激励和电磁激励引起的。流体振动噪声是电动离心风机叶轮划过气流产生的气流激励激起电动离心风机蜗壳、叶轮振动噪声并传递到机座，它与电动离心风机内流场气流流动状况有关，影响电动离心风机内流场气流流动状况主要因素有叶轮结构参数、叶片型线、蜗壳结构参数、动静间隙等因素；机械振动噪声主要由电动离心风机轴承、转子质量不平衡等引起，可通过电动离心风机电机壳体的轴承和定子端盖传递到设备机脚；电磁振动噪声是电机气隙中电磁场产生的电磁力波，激起电机定子、转子振动噪声并传递到机座，它与电机气隙、内谐波磁场及由此产生的电磁力波幅值、绕组形式、槽形式和配合、级对数等因素有关。

目前对电动离心风机振动噪声的研究主要集中在仿真计算和简单的频谱定性分析方面，无法从源头上定量识别和定量处理。现有电动离心风机主要由电动机和风机组成，如图3所示，蜗壳直接安装在电机端盖上，该结构将气流激励、机械激励、电磁激励高度耦合，无法对离心风机的激励特性进行很好的分离和识别，不能从源头上对离心风机振动噪声进行定量分析和优化设计。目前国内的离心风机试验装置并不能实现离心通风机的气流激励、机械激励、电磁激励等不同激励特性的物理分离，更没有专门实现离心风机气流激励和机械激励及电磁激励物理分离的试验解耦装置。

现有电动离心风机振动噪声的研究存在下述缺陷：

(1)             气流激励、机械激励和电磁激励产生的振动噪声相互耦合，电动离心风机的振动噪声响应是各激励源的混叠作用，不能实现激励源的分离，这给激励源的定量识别带来了很大难度，也无法针对离心风机不同的激励特性实现有指向性的减振降噪设计；

(2)             现有电动离心风机不能实现叶轮与蜗壳相对位置的调节，无法完成电动离心风机叶轮与蜗壳相对位置变化对电动离心风机振动噪声影响规律的试验研究。

发明内容

本发明为了克服以上缺点，提供一种实现离心风机激励特性物理分离的试验解耦装置，在不改变离心风机性能参数的前提下，实现离心风机气流激励和机械激励及电磁激励物理分离；可对风机气流激励、电机电磁激励、机械激励以及振动传递特性进行深入研究，同时可以完成叶轮偏摆对设备振动噪声影响规律的试验研究。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种实现离心风机激励特性物理分离的试验解耦装置，包括分离解耦支架、叶轮、驱动电机、数据分析装置、蜗壳、连接圆盘、驱动系统支撑基础、解耦系统支撑基础、加速度传感器、动态压力传感器，其特点是：蜗壳通过连接圆盘与分离解耦支架2固定连接，分离解耦支架2固定在解耦系统支撑基础上，叶轮直接安装在驱动电机的电机轴上，驱动电机的机脚安装在驱动系统支撑基础上，解耦系统支撑基础1和驱动系统支撑基础相互独立，实现蜗壳和电机转子之间的物理分离，驱动电机的机脚处布置有加速度传感器，用于测量电机转子与叶轮组成的轴系的轴频及其谐频率、电机的电磁激励频率；离心风机的蜗壳1/2宽度处分别布置有加速度传感器和动态压力传感器，用于测量叶频及其谐频率和风机宽频气流激励，加速度传感器和动态压力传感器分别连接数据分析装置。

离解耦支架与解耦系统支撑基础连接的方式可为刚性或弹性连接。驱动电机与驱动系统支撑基础连接的方式可为刚性或弹性连接。

布置于离心风机蜗壳1/2宽度处的加速度传感器，沿蜗壳周向均匀布置，从蜗舌位置开始每隔60°布置一个。

布置于离心风机蜗壳1/2宽度处的动态压力传感器，沿蜗壳周向均匀布置，从蜗舌位置开始可每隔60°布置一个。

采集与数据分析装置由动态数据采集系统和信号放大器组成，动态压力传感器通过信号放大器与动态数据采集系统相连。

本发明的有益效果：