[实用新型]一种燃气轮机缩尺模型实验装置

说明书

技术领域

本实用新型属于能源利用技术中的缩尺模型实验领域，尤其涉及一种燃气轮机缩尺模型实验装置。

背景技术

在大型燃气轮机的故障中，大部分故障都是由于转子振动造成的。燃气轮机拉杆转子结构十分复杂，拉杆转子的振动不仅影响转子本身的工作状态，还会影响整机的工作性能。因此燃气轮机拉杆转子的动力学问题受到了国内外学者的广泛关注。

目前，对于燃气轮机转子动力学特性的研究方法主要有计算机仿真法与模型试验法。然而，由于燃气轮机转子具有结构复杂、服役环境极端化等复杂特征，计算机仿真法并不能完全的反应燃气轮机的真实结构特性、实际工况等要素。

发明内容

本实用新型提供了一种燃气轮机缩尺模型实验装置，可以实现轴系振动测量试验，并通过测量数据，分析估计轴系的弯曲和扭转振动特性，研究轴系稳定性、疲劳寿命损耗情况。

本实用新型采用的技术方案为：

在实验台底座上设置三个轴承座，在三个轴承座上分别安装滚动轴承；三个滚动轴承两两之间分别安装压气机拉杆转子和透平机拉杆转子，压气机拉杆转子和透平机拉杆转子通过联轴器连接；所述压气机拉杆转子与透平机拉杆转子上分别设置叶片；

压气机拉杆转子的输入端通过联轴器与异步电动机的输出端连接，所述异步电动机还与变频器相连；透平机拉杆转子的输出端通过联轴器与发电机连接，所述发电机还与用电器相连；

三个滚动轴承的轴颈处分别装有电涡流传感器和加速度传感器，各传感器分别与振动保护系统连接，振动保护系统依次与数据分析系统、电脑连接。

所述压气机拉杆转子的转轴上设置3～6个轮盘，并通过多根拉杆将轮盘预紧。

所述透平机拉杆转子的转轴上设置2～4个轮盘，并通过多根拉杆将轮盘预紧。

所述变频器可以测量并调节电机转速。

所述电涡流传感器分别装在三个轴承附近，用于测量轴系弯曲振动和扭转振动。

所述加速度传感器分别装在三个轴承座上，用于测量轴承座振动加速度。

本实用新型具有以下优点及突出性的技术效果：

该实验装置在尽量保证准确模拟实际系统的同时，合理简化了设计，在该实验装置上，可以实现轴系振动测量试验，并通过测量数据，分析估计轴系的弯曲和扭转振动特性，研究轴系稳定性、疲劳寿命损耗情况。该装置可以根据实验要求，模拟不同的工况，探索拉杆转子的动力学特性规律，其结果不仅为实际工况的燃气轮机转子动力学研究提供理论支持，而且为燃气轮机拉杆转子的设计、生产、状态监测和故障诊断提供可靠依据，提高我国燃气轮机自主研发、生产和检修的能力。

附图说明

图1是本发明提供的一种燃气轮机缩尺模型实验装置的结构示意图。

图2(a)和图2(b)分别是第一滚动轴承的正视剖面图和侧视剖面图。

图3(a)和图3(b)分别是第二滚动轴承和第三滚动轴承的剖面图。

图4是压气机拉杆转子的剖面图。

图5是透平机拉杆转子的剖面图。

图中标号：

1-变频器；2-异步电动机；3-联轴器；4-传感器；5-压气机拉杆转子叶片；6-压气机拉杆转子；7-转轴；8-透平机拉杆转子；9-透平机拉杆转子叶片；10-发电机；11-振动保护系统；12-数据分析系统；13-电脑；14-电动机座；15-实验台底座；16-第一滚动轴承；17-轴承座；18-第二滚动轴承；19-第三滚动轴承；20-发电机座；21-用电器。

具体实施方式

本实用新型提供了一种燃气轮机缩尺模型实验装置，下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1为一种燃气轮机缩尺模型实验装置的结构示意图，

在实验台底座15上设置三个轴承座17，在三个轴承座17上分别安装第一滚动轴承16、第二滚动轴承18、第三滚动轴承19；在第一滚动轴承16和第二滚动轴承18之间安装压气机拉杆转子6，在第二滚动轴承18和第三滚动轴承19之间安装透平机拉杆转子8，压气机拉杆转子6和透平机拉杆转子8通过一个联轴器3以及转轴7连接；所述压气机拉杆转子6与透平机拉杆转子8上分别设置压气机拉杆转子叶片5和透平机拉杆转子叶片9。

压气机拉杆转子6的输入端通过联轴器与异步电动机2的输出端连接，所述异步电动机2还与变频器1相连；透平机拉杆转子8的输出端通过联轴器与安装在发电机座20上的发电机10连接，所述发电机10还与用电器21相连；