[发明专利]一种盘式拉杆组合转子热弯曲变形及振动测试试验台

说明书

技术领域

本发明涉及旋转机械转子系统动力学测试技术领域，具体涉及一种盘式拉杆组合转子热弯曲变形及振动测试试验台。

背景技术

重型燃气轮机作为典型的军民两用高科技大型动力装备，已经广泛应用于能源、交通、航空等领域，在国民经济中起着极为重要的作用，重型燃气轮机技术已成为一个国家科技水平和综合国力的重要标志之一。和所有的旋转机械一样，转子系统是其关键部件之一，也是其重点研究对象之一。

重型燃机盘式拉杆组合转子由多个轮盘经一个中心拉杆或多个周向分布拉杆预紧连接形成，分为压气机，过渡段和透平端三部分，结构复杂。由于燃气轮机转子系统在启停机和稳态运行过程中各部分温度分布并不相同，由此造成的热应力使得转子系统产生一定的热弯曲，加剧不平衡响应，影响旋转机械的运行稳定性，甚至导致严重事故。

目前针对转子系统热弯曲变形及振动测试的试验台很少，特别是没有涉及盘式拉杆组合转子热弯曲变形及振动测试的实验装置。因此，有必要结合盘式拉杆组合转子的结构特点，设计一种盘式拉杆组合转子热弯曲变形及振动测试的实验装置，开展重型燃机盘式拉杆组合转子热弯曲变形及振动响应实验，为燃气轮机安全稳定运行提供依据。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种盘式拉杆组合转子热弯曲变形及振动测试试验台，以完成稳态和不同瞬态工况下盘式拉杆组合转子热弯曲变形及热弯曲振动响应的相关实验，为燃气轮机的热弯曲分析以及热弯曲故障避免提供依据和参考。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种盘式拉杆组合转子热弯曲变形及振动测试试验台，包括试验台基座1，试验台基座1上依次固定有电动机2、齿轮箱4、第一轴承座9、第二轴承座20；第一轴承座9和第二轴承座20将实验用的盘式拉杆组合转子12支承在试验台基座1上；电动机2的输出轴通过第一联轴器3和齿轮箱4的输入轴连接，齿轮箱4的输出轴通过第二联轴器5和盘式拉杆组合转子12连接；所述的盘式拉杆组合转子12包括左端轴35、两级以上的轮盘和右端轴40，轮盘由径向分布的三个以上的拉杆预紧连接；

所述的盘式拉杆组合转子12的轮盘部分设置加热保温罩14，在加热保温罩14上沿圆周方向均匀布置第一加热管51、第二加热管52、第三加热管53、第四加热管54、第五加热管55和第六加热管56；

所述的第二联轴器5上设置有速度传感器6；第一轴承座9、第二轴承座20的两侧设置有红外温度传感器、电涡流位移传感器；位于轮盘最上端的拉杆两侧设置有电涡流位移传感器；

加热保温罩14的正上方、正下方、正前方、正后方以及其外壁两侧设置有红外温度传感器；

所述的第一加热管51和第六加热管56并联之后，与电源连接，构成第一加热子系统Ⅰ的主回路；在第一加热子系统Ⅰ的主回路中串入第一温控模块59，第一温控模块59上连接第十三红外温度传感器15，第十三红外温度传感器15用于测量盘式拉杆组合转子12的上表面温度；

所述的第三加热管53和第四加热管54并联之后，与电源连接，构成第二加热子系统Ⅱ的主回路；在第二加热子系统Ⅱ的主回路中串入第二温控模块60，第二温控模块60上连接第十五红外温度传感器29，第十五红外温度传感器29用于测量盘式拉杆组合转子12的下表面温度；

所述的第二加热管52和第五加热管55并联之后，与电源连接，构成第三加热子系统Ⅲ的主回路；在第三加热子系统Ⅲ的主回路中串入第三温控模块61，第三温控模块61上连接第十七红外温度传感器57，第十七红外温度传感器57用于测量盘式拉杆组合转子12水平侧表面温度；

所述的速度传感器、红外温度传感器和电涡流位移传感器的信号输出端通过动态信号处理系统62和计算机63的信号输入端连接。

所述的第一加热子系统Ⅰ、第二加热子系统Ⅱ、第三加热子系统Ⅲ在加热和温度控制过程中相互独立，在每一个子系统回路中，温控模块接受转子表面温度信号，与设定的目标温度进行比较，控制主回路电流有效值的大小，从而实现转子表面温度的闭环控制。

本发明的有益效果为：可以对转子表面进行加热保温并实现温度的闭环控制，通过分组或全部接通各加热子系统回路获得实验所需的转子表面径向温差或转子表面均匀温度，有效模拟实际工况中燃气轮机盘式拉杆组合转子系统的动力学实验，研究稳态温度场和瞬态温度场下转子的热弯曲变形以及热弯曲振动响应。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图。

图2是本发明实施例盘式拉杆组合转子的结构示意图。