一種射流風(fēng)機(jī)振動(dòng)與松動(dòng)激振試驗(yàn)臺的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種射流風(fēng)機(jī)松動(dòng)故障的測試試驗(yàn)臺，特別涉及一種射流風(fēng)機(jī)運(yùn)行過程中支架、底座等設(shè)備緊固件，受本身運(yùn)行振動(dòng)和氣流激振作用引起松動(dòng)故障的測試、試驗(yàn)與驗(yàn)證方法。
【背景技術(shù)】
[0002]射流風(fēng)機(jī)是一種特殊的軸流風(fēng)機(jī)，主要用于公路、鐵路及地鐵等隧道的縱向通風(fēng)系統(tǒng)中，如隧道的進(jìn)、出口，起誘導(dǎo)氣流或排煙等作用。由于射流風(fēng)機(jī)的通風(fēng)功能和效果要求，絕大部分射流風(fēng)機(jī)安裝位置在隧道頂部，位于隧道中公路、軌道正上方。射流風(fēng)機(jī)長期受自身運(yùn)行振動(dòng)和氣流激振，安裝固定螺栓容易產(chǎn)生松動(dòng)，風(fēng)機(jī)一旦出現(xiàn)風(fēng)機(jī)松動(dòng)，不易為檢修員察覺，也沒有預(yù)警報(bào)警設(shè)備，故當(dāng)前設(shè)備維護(hù)依靠定期人工巡檢，效率低、正確性差，不能及時(shí)預(yù)警，造成巨大的人工負(fù)擔(dān)。如果風(fēng)機(jī)松動(dòng)沒有及時(shí)預(yù)警并進(jìn)行加固，它將時(shí)刻威脅著下方的交通工具和乘客人生安全，掉落沖撞汽車、列車將造成重大事故。
[0003]射流風(fēng)機(jī)在多種工況或因素下，不斷振動(dòng)引起安裝結(jié)構(gòu)松動(dòng)，目前沒有任何研宄得出規(guī)律或方法可以監(jiān)控風(fēng)機(jī)某特征參數(shù)直接判斷風(fēng)機(jī)已經(jīng)松動(dòng)。常規(guī)的監(jiān)測無法判斷風(fēng)機(jī)松動(dòng)，故我們需要模擬該類應(yīng)用射流風(fēng)機(jī)的工況，不斷進(jìn)行正常狀態(tài)與松動(dòng)狀態(tài)的對比試驗(yàn)，并結(jié)合運(yùn)行振動(dòng)、氣流激振等多種環(huán)境影響，進(jìn)行射流風(fēng)機(jī)松動(dòng)特征的提取和歸納。該射流風(fēng)機(jī)松動(dòng)故障的測試試驗(yàn)臺很好的提供了這種試驗(yàn)條件，可為松動(dòng)預(yù)警判別提供很好的試驗(yàn)基礎(chǔ)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是，提供一種射流風(fēng)機(jī)松動(dòng)故障的測試試驗(yàn)臺，能夠?qū)崿F(xiàn)射流風(fēng)機(jī)在各工況條件下松動(dòng)故障的模擬、試驗(yàn)和驗(yàn)證。用于研宄隧道內(nèi)射流風(fēng)機(jī)在自身運(yùn)行振動(dòng)或列車氣流激振作用下，振動(dòng)與松動(dòng)的關(guān)系，分析在各種振動(dòng)異常、各位置松動(dòng)情況下，各測點(diǎn)表現(xiàn)出的不同特征，總結(jié)出該類隧道射流風(fēng)機(jī)振動(dòng)與松動(dòng)預(yù)警判斷的方法。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:一種射流風(fēng)機(jī)振動(dòng)與松動(dòng)激振試驗(yàn)臺，包括平臺風(fēng)洞(1)、射流風(fēng)機(jī)(2)、射流風(fēng)機(jī)控制柜(3)、鼓風(fēng)機(jī)(4)、鼓風(fēng)機(jī)控制柜
(5)、數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)￠)、振動(dòng)傳感器(7)、風(fēng)速傳感器(8)，所述的射流風(fēng)機(jī)(2)吊裝在平臺風(fēng)洞(1)的頂部，模擬射流風(fēng)機(jī)現(xiàn)場安裝環(huán)境，所述射流風(fēng)機(jī)控制柜(3)用于啟停及程控射流風(fēng)機(jī)(2)，所述的鼓風(fēng)機(jī)(4)安裝于風(fēng)洞(1)進(jìn)風(fēng)口，鼓風(fēng)機(jī)(4)高度可調(diào)節(jié)，所述的鼓風(fēng)機(jī)控制柜(5)用于控制鼓風(fēng)機(jī)(4)，通過鼓風(fēng)機(jī)控制柜(5)的程控裝置，自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)洞⑴的進(jìn)氣量，風(fēng)速傳感器⑶測量風(fēng)洞⑴中的風(fēng)速(氣流)，并將風(fēng)速信號反饋至鼓風(fēng)機(jī)控制柜(5)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)洞(1)氣流的閉環(huán)控制，根據(jù)測試要求形成穩(wěn)定閉環(huán)控制氣流，對射流風(fēng)機(jī)進(jìn)行氣流激勵(lì)；當(dāng)射流風(fēng)機(jī)(2)自行運(yùn)轉(zhuǎn)或受氣流沖擊，射流風(fēng)機(jī)(2)產(chǎn)生振動(dòng)，安裝于射流風(fēng)機(jī)(2)本體的各振動(dòng)傳感器(7)檢測出各測點(diǎn)的振動(dòng)，數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)(6)接收各振動(dòng)傳感器(7)的振動(dòng)信號，對射流風(fēng)機(jī)(2)的模態(tài)進(jìn)行分析。
[0006]風(fēng)洞(I)頂部在使用混凝土澆筑時(shí)，預(yù)埋一層鋼板(9)，射流風(fēng)機(jī)固定支架(10)通過螺栓緊固到預(yù)埋鋼板(9)上，射流風(fēng)機(jī)(2)通過螺栓(11)與固定支架緊固，射流風(fēng)機(jī)安裝緊固時(shí)，射流風(fēng)機(jī)自行運(yùn)轉(zhuǎn)或在氣流作用下，數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)(6)可通過射流風(fēng)機(jī)(2)本體各測點(diǎn)的傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與模態(tài)分析。
[0007]試驗(yàn)臺風(fēng)洞采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，風(fēng)洞深度為風(fēng)機(jī)長度3倍以上，洞為方形，從進(jìn)風(fēng)口到出風(fēng)口，上下及兩側(cè)封閉，能夠保證氣流的流通性。
[0008]試驗(yàn)臺風(fēng)洞采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，充分考慮風(fēng)機(jī)安裝承重，按隧道比例，進(jìn)行設(shè)計(jì)施工。施工時(shí)，風(fēng)洞頂部預(yù)埋1mm厚度鋼板與混凝土中鋼筋焊接，保證預(yù)埋鋼板連接強(qiáng)度，預(yù)埋鋼板最終與風(fēng)洞頂部形成一個(gè)平面。射流風(fēng)機(jī)安裝支架，通過螺栓緊固至預(yù)埋鋼板，射流風(fēng)機(jī)則通過螺栓緊固在安裝支架上，保證各安裝緊固位置可調(diào)節(jié)松緊。
[0009]上述的射流風(fēng)機(jī)振動(dòng)與松動(dòng)激振試驗(yàn)臺進(jìn)行試驗(yàn)的方法，通過鼓風(fēng)機(jī)控制柜(5)的程控裝置，自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)洞(I)的進(jìn)氣量，風(fēng)速傳感器(8)測量風(fēng)洞(I)中的風(fēng)速(氣流)，并將風(fēng)速信號反饋至鼓風(fēng)機(jī)控制柜(5)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)洞(I)氣流的閉環(huán)控制，根據(jù)測試要求形成穩(wěn)定閉環(huán)控制氣流，對射流風(fēng)機(jī)進(jìn)行氣流激勵(lì)；當(dāng)射流風(fēng)機(jī)(2)自行運(yùn)轉(zhuǎn)或受氣流沖擊，射流風(fēng)機(jī)(2)產(chǎn)生振動(dòng)，安裝于射流風(fēng)機(jī)(2)本體的各振動(dòng)傳感器(7)檢測出各測點(diǎn)的振動(dòng)信號，數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)(6)接收各振動(dòng)傳感器(7)的振動(dòng)信號，對射流風(fēng)機(jī)(2)的模態(tài)進(jìn)行分析。
[0010]射流風(fēng)機(jī)(2)自身運(yùn)行，風(fēng)洞(I)內(nèi)無氣流激勵(lì)，松動(dòng)各緊固螺栓(11)，通過對各螺栓松動(dòng)的順序、松動(dòng)的數(shù)量、松動(dòng)的程度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對松動(dòng)后射流風(fēng)機(jī)(2)模態(tài)進(jìn)行分析記錄，取得該工況下松動(dòng)的特征模態(tài)。
[0011]射流風(fēng)機(jī)(2)自身不運(yùn)行，開啟鼓風(fēng)機(jī)(4)，風(fēng)洞(2)內(nèi)產(chǎn)生氣流，松動(dòng)各緊固螺栓(11)，通過對各螺栓松動(dòng)的順序、松動(dòng)的數(shù)量、松動(dòng)的程度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對松動(dòng)前后射流風(fēng)機(jī)(2)受激振的模態(tài)進(jìn)行分析記錄，取得靜止風(fēng)機(jī)氣流激振下松動(dòng)的特征模態(tài)。
[0012]射流風(fēng)機(jī)(2)自身運(yùn)行，且開啟鼓風(fēng)機(jī)(4)，風(fēng)洞(2)內(nèi)產(chǎn)生氣流，松動(dòng)各緊固螺栓(11)，通過對各螺栓松動(dòng)的順序、松動(dòng)的數(shù)量、松動(dòng)的程度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對松動(dòng)前后射流風(fēng)機(jī)(2)受氣流激振的模態(tài)進(jìn)行分析記錄，取得運(yùn)行風(fēng)機(jī)氣流激振下松動(dòng)的特征模態(tài)。
[0013]如上所述的射流風(fēng)機(jī)，通過變頻控制柜進(jìn)行控制運(yùn)行或停止，風(fēng)洞中的氣流，通過鼓風(fēng)機(jī)控制實(shí)現(xiàn)氣流的調(diào)節(jié)。模擬時(shí)，分別在射流風(fēng)機(jī)運(yùn)行和停止兩種狀態(tài)下，模擬氣流從無到有、從小到大的各工況試驗(yàn)，取得射流風(fēng)機(jī)緊固狀態(tài)下各工況的模態(tài)特征。人為有規(guī)律的松動(dòng)各緊固螺栓，重復(fù)上述模擬步驟，分別采集下各點(diǎn)松動(dòng)之下的模態(tài)特征，并在相同工況下與射流風(fēng)機(jī)緊固時(shí)模態(tài)特征進(jìn)行對比。
[0014]如上所述的數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)，不斷對上述模擬試驗(yàn)進(jìn)行采集、學(xué)習(xí)，逐步根據(jù)試驗(yàn)情況，建立松動(dòng)故障判斷模型。驗(yàn)證時(shí)，在數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)輸入當(dāng)前運(yùn)行工況，任意松動(dòng)射流風(fēng)機(jī)緊固螺栓，檢驗(yàn)軟件模型是否能夠判別出松動(dòng)故障，如不滿足，則完善模型庫，并重復(fù)模擬試驗(yàn)。
[0015]試驗(yàn)臺風(fēng)洞采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，充分考慮風(fēng)機(jī)安裝承重，按隧道比例，進(jìn)行設(shè)計(jì)施工。施工時(shí)，風(fēng)洞頂部預(yù)埋1mm厚度鋼板與混凝土中鋼筋焊接，保證預(yù)埋鋼板連接強(qiáng)度；射流風(fēng)機(jī)安裝支架，通過螺栓緊固至預(yù)埋鋼板，射流風(fēng)機(jī)則通過螺栓緊固在安裝支架上，保證各安裝緊固位置可調(diào)節(jié)松緊。射流風(fēng)機(jī)由變頻柜驅(qū)動(dòng)控制，變頻柜位于風(fēng)洞外部，通過電纜連接控制。射流風(fēng)機(jī)本體進(jìn)出風(fēng)口分別布置多個(gè)振動(dòng)傳感器，監(jiān)測風(fēng)機(jī)X、Y、Z方向的振動(dòng)加速度，在射流風(fēng)機(jī)中心底部安裝風(fēng)速傳感器，監(jiān)測風(fēng)洞中氣流風(fēng)速，各監(jiān)測傳感器通過電纜連接至數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)。
[0016]根據(jù)鼓風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)支架，使用槽鋼加工，可上下調(diào)節(jié)高度，鼓風(fēng)機(jī)固定在支架上，調(diào)節(jié)合適的位置，布置在風(fēng)洞進(jìn)風(fēng)口處。鼓風(fēng)機(jī)由其變頻控制柜進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，并接收風(fēng)速傳感器風(fēng)速信號，實(shí)現(xiàn)風(fēng)速穩(wěn)定精確調(diào)節(jié)。
[0017]本發(fā)明的有益效果，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)射流風(fēng)機(jī)在各工況條件下松動(dòng)故障的模擬、試驗(yàn)和驗(yàn)證。并可以檢驗(yàn)軟件模型是否能夠判別出松動(dòng)故障，如不滿足，則完善模型庫，并重復(fù)模擬試驗(yàn)。
【附圖說明】
[0018]圖1射流風(fēng)機(jī)松動(dòng)故障測試試驗(yàn)臺側(cè)視圖；
[0019]圖2射流風(fēng)機(jī)松動(dòng)故障測試試驗(yàn)臺正視圖；
[0020]圖3射流風(fēng)機(jī)安裝放大圖；
[0021]圖4試驗(yàn)流程圖。
[0022]其中:1_風(fēng)洞；2_射流風(fēng)機(jī)；3_射流風(fēng)機(jī)控制柜；4_鼓風(fēng)機(jī)；5_鼓風(fēng)機(jī)控制柜；6-數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)；7_振動(dòng)傳感器；8_風(fēng)速傳感器；9_預(yù)埋鋼板；10_射流風(fēng)機(jī)安裝支架；11_緊固螺栓、12-鼓風(fēng)機(jī)支架。
【具體實(shí)施方式】
[0023]現(xiàn)有松動(dòng)檢測技術(shù)主要依靠壓電感應(yīng)元件，直接檢測螺栓緊固部位，且對于由多個(gè)螺栓固定的設(shè)備，監(jiān)測點(diǎn)數(shù)量多，監(jiān)控難度大；同時(shí)沒有針對該工程應(yīng)用的風(fēng)機(jī)，進(jìn)行各種工況下松動(dòng)的研宄，故本發(fā)明為設(shè)計(jì)研發(fā)射流風(fēng)機(jī)松動(dòng)故障預(yù)警系統(tǒng)提供一個(gè)試驗(yàn)平臺。
[0024]參見圖1、圖2、圖3，本發(fā)明射流風(fēng)機(jī)測試試驗(yàn)臺，針對于現(xiàn)有檢測試驗(yàn)的不足以及目標(biāo)技術(shù)試驗(yàn)驗(yàn)證的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)包括風(fēng)洞(I)、射流風(fēng)機(jī)(2)、射流風(fēng)機(jī)支架(10