【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于燃气轮机，具体涉及一种弹簧的热松弛试验方法及装置。
技术介绍
1、燃气轮机中使用了大量的高温压缩弹簧，在机组运行时，部分弹簧的平均工作温度高于450℃，极端工况下的最高工作温度接近500℃。弹簧在服役时会承受负载，有部分弹簧会受自身及相邻零件的离心力作用，处于完全压紧的状态。在如此极端恶劣工况下长期运行，即使采用高温合金制造的弹簧也会发生明显的热松弛现象，即弹簧有效长度缩短。一旦弹簧过度松弛，则会引发各类事故，例如安装在压气机动叶叶根槽销孔处的弹簧失效后会使其失去对叶片的限位作用，叶片将在外力作用下产生轴向窜动，导致动静碰擦，严重时甚至造成动叶脱落等事故。为了避免发生此类事故，针对此类极端工况的弹簧提出了一系列技术要求，其中最为关键的是抗热松弛性能。
2、目前常见的技术标准中，仅有jb/t 6655—2013《耐热圆柱螺旋压缩弹簧技术条件》针对高温压缩弹簧的抗热松弛性能简略规定了通用试验方法，但缺乏具体的试验装置和试验评判要求。在实际操作时，若按常规方法反复安装、拆卸弹簧进行加热和检测，工作效率很低，且在测量较小的弹簧时会产生大量的人为误差。而对于一些将检测装置和加热试验部件合并的抗热松弛性能装置则需要将用来检测的传感器送入电炉加热保温，高温环境会对精密仪器产生损害和误差，且单个传感器仅能测量单个弹簧，制造成本过高不具有实际可行性。因此，需要一种既能精确测量又具备实际可行性的弹簧加热试验装置以及测试弹簧抗热松弛性能的方法，来准确评判针对燃气轮机中的高温压缩弹簧的抗热松弛性能。
3、现有技术c
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，即适用于温度范围低，试验方法复杂，成本高，试验效率低，本专利技术提供的技术方案如下：
2、一种弹簧的热松弛试验方法，所述试验方法所涉及的试验部件包括定位柱、试验板和平垫圈，所述弹簧穿设于定位柱中，所述弹簧底端与定位柱下方的试验板接触，弹簧上端覆盖平垫圈；包括如下步骤，
3、1)测量并记录弹簧的初始高度；
4、2)将弹簧压缩至压并状态后，放入加热装置中；
5、3)测量并记录加热后的弹簧剩余自由高度；
6、4)重复步骤2)和步骤3)，获得多组弹簧剩余自由高度，其中，步骤3)中加热时间为：24小时内每加热6小时测量一次，24小时后每加热24小时测量一次；
7、5)汇总试验数据并拟合弹簧热松弛数据曲线，根据指数衰减方程对数据进行拟合，y为步骤3)中的弹簧剩余自由高度，y0为全服役周期后弹簧预期剩余自由高度，x为累计加热时间，a1和t1为拟合待定参数；
8、6)判断弹簧1的抗热松弛性能，如果步骤5)的y0大于等于弹簧设计的最低要求值，则弹簧满足抗热松弛的要求；否则，则不满足。
9、进一步地，步骤3)的加热温度为400℃、450℃或490℃。
10、进一步地，累计加热时间至少为120小时。
11、进一步地，测量弹簧底端至平垫圈上表面的高度，根据平垫圈厚度计算得到弹簧的初始高度或弹簧剩余自由高度。
12、本专利技术还提供一种弹簧的热松弛试验装置，用于实施上述的热松弛试验方法，所述试验部件还包括顶板、限位套筒、限位柱，所述试验板的底部开设若干试验孔、调节通孔，限位柱设置于调节通孔中，限位套筒穿设于限位柱中，所述顶板穿过限位柱与定位柱，且顶板设置于试验板上方。
13、进一步地，限位套筒的高度为弹簧的高度与平垫圈厚度的和。
14、进一步地，还包括检测部件，所述检测部件包括x轴滑台、y轴滑台、激光位移测量仪和支架，所述y轴滑台设置于x轴滑台上方，所述支架顶部设置激光位移测量仪。
15、进一步地，所述激光位移测量仪包括rs-cmos图像传感器。
16、进一步地，x轴滑台和y轴滑台的结构相同，均包括底座、滑块、直线导轨、滚珠丝杠、支撑座、伺服电机，两个所述直线导轨设置于底座相对的两个长边上，两个直线导轨上分别设置两个滑块，底座的中部设置与直线导轨平行的滚珠丝杠，滚珠丝杠上设置三个支撑座，滚珠丝杠的一端设置伺服电机。
17、进一步地，还包括加热装置，用于加热试验部件。
18、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
19、本专利技术的试验方法根据指数衰减方程对数据进行拟合，进而判断弹簧抗热松弛性能，y为弹簧剩余自由高度，y0为全服役周期后弹簧预期剩余自由高度，x为试验时间，a1和t1为拟合待定参数，进而根据y0值判断弹簧抗热松弛性能，涉及的参数少，适用的温度范围高，试验方法简单，成本低，试验效率高。
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1.一种弹簧的热松弛试验方法，所述试验方法所涉及的试验部件包括定位柱、试验板和平垫圈，所述弹簧穿设于定位柱中，所述弹簧底端与定位柱下方的试验板接触，弹簧上端覆盖平垫圈；其特征在于：包括如下步骤，
2.根据权利要求1所述的热松弛试验方法，其特征在于：步骤3)的加热温度为400摄氏度、450摄氏度或490摄氏度。
3.根据权利要求1所述的热松弛试验方法，其特征在于：累计加热时间至少为120小时。
4.根据权利要求1所述的热松弛试验方法，其特征在于：测量弹簧底端至平垫圈上表面的高度，根据平垫圈厚度计算得到弹簧的初始高度或弹簧剩余自由高度。
5.一种弹簧的热松弛试验装置，用于实施权利要求1-4任一项的弹簧的热松弛试验方法，其特征在于：所述试验部件还包括顶板、限位套筒、限位柱，所述试验板的底部开设调节通孔，限位柱设置于调节通孔中，限位套筒穿设于限位柱中，所述顶板穿过限位柱与定位柱，且顶板设置于试验板上方。
6.根据权利要求5所述的弹簧的热松弛试验装置，其特征在于：限位套筒的高度为弹簧的高度与平垫圈厚度的和。
7.根据权
8.根据权利要求7所述的弹簧的热松弛试验装置，其特征在于：所述激光位移测量仪包括RS-CMOS图像传感器。
9.根据权利要求7所述的弹簧的热松弛试验装置，其特征在于：所述X轴滑台和Y轴滑台的结构相同，均包括底座、滑块、直线导轨、滚珠丝杠、支撑座、伺服电机，两个所述直线导轨设置于底座相对的两个长边上，两个直线导轨上分别设置两个滑块，底座的中部设置与直线导轨平行的滚珠丝杠，滚珠丝杠上设置三个支撑座，滚珠丝杠的一端设置伺服电机。
10.根据权利要求5所述的弹簧的热松弛试验装置，其特征在于：还包括加热装置，用于加热试验部件。
...【技术特征摘要】
1.一种弹簧的热松弛试验方法，所述试验方法所涉及的试验部件包括定位柱、试验板和平垫圈，所述弹簧穿设于定位柱中，所述弹簧底端与定位柱下方的试验板接触，弹簧上端覆盖平垫圈；其特征在于：包括如下步骤，
2.根据权利要求1所述的热松弛试验方法，其特征在于：步骤3)的加热温度为400摄氏度、450摄氏度或490摄氏度。
3.根据权利要求1所述的热松弛试验方法，其特征在于：累计加热时间至少为120小时。
4.根据权利要求1所述的热松弛试验方法，其特征在于：测量弹簧底端至平垫圈上表面的高度，根据平垫圈厚度计算得到弹簧的初始高度或弹簧剩余自由高度。
5.一种弹簧的热松弛试验装置，用于实施权利要求1-4任一项的弹簧的热松弛试验方法，其特征在于：所述试验部件还包括顶板、限位套筒、限位柱，所述试验板的底部开设调节通孔，限位柱设置于调节通孔中，限位套筒穿设于限位柱中，所述顶板穿过限位柱与定位柱，且顶板设置于试验板上方。
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【专利技术属性】
技术研发人员：余沛坰，何成，刘中华，敬洪凯，郑健生，庄达明，王宏泽，詹长庚，王祥，张宇明，
申请(专利权)人：浙江燃创透平机械有限公司，
类型：发明
国别省市：
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