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。本文的主要研究?jī)?nèi)容大致可以歸為以下幾個(gè)方面：(1)研究葉片振動(dòng)的解析計(jì)算方法,在葉片扭向角不大的情況下,通過(guò)建立一些假設(shè)將葉片視為變截面梁,利用經(jīng)典的梁彎曲和梁扭轉(zhuǎn)理論計(jì)算葉片的振型和自振頻率。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。

振動(dòng)的葉片對(duì)刀具切削刃施加了巨大的應(yīng)變，造成裂紋，并且隨機(jī)械和熱應(yīng)力而增加。制造整體葉盤(pán)所必需的組件成本在3.3萬(wàn)~8萬(wàn)美元之間，而且刀具因磨損和裂紋需不斷更換。通常，在切削僅4米的材料就需要換刀。夾緊系統(tǒng)的初始實(shí)驗(yàn)表明刀具使用時(shí)間可以增加2~3倍。夾緊系統(tǒng)終結(jié)葉片振動(dòng)削減了制造成本，大約每個(gè)整體葉盤(pán)5500美元。在修理中，葉片不能從材料中一件一件銑削出來(lái)，因?yàn)樗腥~片都已經(jīng)在那里。因此，如果它們的刃出現(xiàn)了磨損，制造商使用激光金屬沉積重新熔覆材料，之后銑削成想要的外形。工人可以嘗試使用夾緊器或橡膠將葉片夾持到位，但是不太可能很好地再調(diào)準(zhǔn)好它們。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。因此，工件之后必須重新測(cè)量，而且十分費(fèi)時(shí)，夾緊系統(tǒng)就可以起到幫助。夾緊系統(tǒng)將葉片夾持在一個(gè)固定位置，可以解決這個(gè)挑戰(zhàn)。葉片幾秒種就被固定在位置上，能夠立即進(jìn)行加工。該工藝與新整體葉盤(pán)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。它不會(huì)改變整體葉盤(pán)的幾何外形，哪怕一微米也不會(huì)。

旋轉(zhuǎn)葉片的振動(dòng)監(jiān)測(cè)是壓氣機(jī)、煙氣機(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)械健康監(jiān)測(cè)的重要環(huán)節(jié)。因?yàn)槟軌驕y(cè)量整級(jí)葉片的振動(dòng),而且易于安裝和拆卸傳感器,葉尖定時(shí)測(cè)振技術(shù)已被廣泛運(yùn)用于旋轉(zhuǎn)葉片振動(dòng)測(cè)量監(jiān)測(cè)。

為了能夠準(zhǔn)確獲取葉片到達(dá)時(shí)間,提高葉片振動(dòng)監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性,研究了葉尖定時(shí)監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)采樣率設(shè)置對(duì)葉片到達(dá)時(shí)間獲取的影響,同時(shí)考慮到系統(tǒng)運(yùn)行速度,給出了系統(tǒng)采樣率的設(shè)置方法。