专利名称：汽轮机转子碰摩试验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及汽轮机转子振动测试领域中的试验设备，尤其涉及汽轮机转子等
旋转机械在振动研究及教学实验中所用的碰摩试验装置。
背景技术：
汽轮机转子是汽轮机等旋转设备中的重要组成部件，随着旋转机械性能的不断提 高，其转子与静子间的间隙越来越小，同时由于不平衡过大、不对中、以及转子的热膨胀、热 弯曲等因素的作用，旋转机械在运行中常发生动静件的碰摩故障。碰摩使转子及静子受到 冲击力和切向摩擦力作用，在一定条件下，这种突加激励可使转子产生反进动，严重时会使 振动不断加剧，导致失稳。目前，人们对碰摩故障的研究还不完善，对其引起转子失稳机理 的认识也不很明确，所得结论大都是定性的，因此，有必要通过碰摩振动试验，探明转子失 稳机理，并提供试验数据，以保证汽轮机等旋转设备的运行安全。现有碰摩试验装置结构简 陋，一般是在转子外围设置门形框架，在门形框架上沿转子径向安装螺栓，通过拧动螺栓使 其与转子接触，从而模拟转子与定子间的碰摩作用，这种方式安全系数低，且不易控制碰摩 力的大小，容易造成转子轴变形，并且只能做部分碰摩试验。

实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、制作 成本低、便于安装、操作简单的汽轮机转子碰摩试验装置。 为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案 —种汽轮机转子碰摩试验装置，包括驱动电机、曲轴传动机构、碰摩连接板和套设 于转子轴外的碰摩环，所述碰摩环套装于碰摩连接板的通孔内，碰摩连接板两端分别设有 一组曲轴传动机构，驱动电机与一 曲轴传动机构相连。 所述碰摩连接板上设有转动限位槽，所述碰摩环上设有转动限位块，所述转动限 位块置于转动限位槽内。 所述碰摩连接板与碰摩环之间设有径向缓冲装置。 所述碰摩连接板上设有弹簧孔，所述径向缓冲装置包括弹簧、盖板、预紧螺钉、上 弹簧座和下弹簧座，所述盖板盖设于弹簧孔上，所述弹簧、上弹簧座和下弹簧座置于弹簧孔 内，弹簧位于上弹簧座与下弹簧座之间，下弹簧座伸出弹簧孔底部与碰摩环接触，所述预紧 螺钉穿过盖板与上弹簧座接触。 所述曲轴传动机构包括轴承座和曲轴，所述曲轴的曲轴颈经轴承座支撑，曲轴的 连杆轴颈与碰摩连接板相连。 所述轴承座上设有固定销安装孔，所述固定销安装孔内装设有用于限制曲轴的曲 柄转动的固定销。 与现有技术相比，本实用新型的优点在于在驱动电机和曲轴传动机构的驱动下， 碰摩连接板可以带动碰摩环沿环形轨迹平动，使碰摩环可以从各个方向与转子轴形成接触，形成全周碰摩的状态；在碰摩环上设有转动限位块，转动限位块置于碰摩连接板上的 转动限位槽内，可以防止碰摩环与转子轴接触时碰摩环因受到摩擦力作用而产生周向的转 动，从而达到更为真实有效的碰摩模拟效果；在碰摩连接板与碰摩环之间设有径向缓冲装 置，避免转子轴与碰摩环接触时受到过大的冲击，对转子轴起到保护作用；在轴承座上可装 设用于限制曲轴的曲柄转动的固定销，使碰摩环和碰摩连接板保持静止，从而可以实现定 点的部分碰摩试验。本实用新型的汽轮机转子碰摩试验装置整体结构简单、制作成本低、便 于安装、操作简单，有助于进一步探明转子失稳的机理，为转子设计提供试验数据，减少真 机试验次数，满足振动试验研究与教学的需要。

图1是本实用新型的主视结构示意图； 图2是本实用新型中碰摩连接板与碰摩环的结构示意图； 图3是图2的A-A剖面放大视图； 图4是图2的B-B剖面放大视图； 图5是轴承座的主视结构示意图； 图6是曲轴传动机构锁定状态的结构示意图； 图7是带有配重部分的曲柄结构示意图。 图中各标号表示 1、驱动电机；2、曲轴传动机构；3、碰摩连接板；4、碰摩环；5、径向缓冲装置；6、 转子轴；7、固定销；8、轴盖；21、轴承座；22、曲轴；31、转动限位槽；32、上弹簧座；33、下弹 簧座；34、弹簧孔；35、弹簧；36、盖板；37、预紧螺钉；41、转动限位块；211、固定销安装孔；
221、曲轴颈；222、连杆轴颈；223、曲柄。
具体实施方式如图1至图6所示，本实用新型的汽轮机转子碰摩试验装置，包括驱动电机1、曲 轴传动机构2、碰摩连接板3和套设于转子轴6外的碰摩环4，碰摩连接板3和碰摩环4均 由两个部分对接而成，大大简化了安装制造工艺，碰摩环4套装于碰摩连接板3的通孔内， 碰摩连接板3上设有转动限位槽31，碰摩环4上设有转动限位块41，转动限位块41置于转 动限位槽31内，从而可防止碰摩环4与转子轴6接触时碰摩环4因受到摩擦力作用而产生 周向的转动，从而达到更为真实有效的碰摩模拟效果。碰摩连接板3两端分别装设有一组 曲轴传动机构2，驱动电机1与一曲轴传动机构2相连。本实施例中，曲轴传动机构2包括 轴承座21和曲轴22，该曲轴22由连杆轴颈222、一对曲轴颈221和一对曲柄223组成，曲 轴颈221经轴承座21内所装轴承支撑，连杆轴颈222通过轴盖8与碰摩连接板3相连，在 驱动电机1和曲轴传动机构2的驱动下，碰摩连接板3可以带动碰摩环4沿环形轨迹运动， 使碰摩环4可以从各个方向与被测试的转子轴6形成接触，形成全周碰摩的状态。本实施 例中，碰摩连接板3与碰摩环4之间设有径向缓冲装置5，另外碰摩连接板3上设有弹簧孔 34，该径向缓冲装置5包括弹簧35、盖板36、预紧螺钉37、上弹簧座32和下弹簧座33，盖板 36盖设于弹簧孔34上，弹簧35、上弹簧座32和下弹簧座33置于弹簧孔34内，弹簧35位 于上弹簧座32与下弹簧座33之间，下弹簧座33伸出弹簧孔34底部与碰摩环4接触，预紧螺钉37穿过盖板36与上弹簧座32接触，径向缓冲装置5可避免转子轴6与碰摩环4接触
时受到过大的冲击，对转子轴6起到保护作用。本实施例中，轴承座21上设有固定销安装
孔211，曲柄223上也设有通孔，将固定销7同时穿过固定销安装孔211和曲柄223上的通
孔即可限制曲轴22的曲柄223转动，取下固定销7，曲柄223可在电机的带动下旋转，进行
全周碰摩试验；插入固定销7，可阻挡曲柄223旋转，使碰摩板4和碰摩连接板3保持静止，
从而可以实现定点的部分碰摩试验。为了提高曲轴传动机构2在旋转中的平衡性，可采用
如图7所示的带有半圆形配重部分的曲柄223，利用该配重部分平衡曲轴传动机构2工作时
产生的离心力，从而可达到平稳旋转、保护轴承的作用。本实用新型的汽轮机转子碰摩试验
装置整体结构简单、制作成本低、便于安装、操作简单，有助于进一步探明转子失稳的机理，
为转子设计提供试验数据，减少真机试验次数，满足振动试验研究与教学的需要。 上述实施例仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术
人员来说，在不脱离本实用新型的原理的前提下，还可以作出若干等同变换，这些等同变换
均应视为本实用新型的保护范围。
权利要求一种汽轮机转子碰摩试验装置，其特征在于包括驱动电机(1)、曲轴传动机构(2)、碰摩连接板(3)和套设于转子轴(6)外的碰摩环(4)，所述碰摩环(4)套装于碰摩连接板(3)的通孔内，碰摩连接板(3)两端分别设有一组曲轴传动机构(2)，所述驱动电机(1)与一曲轴传动机构(2)相连。
2. 根据权利要求l所述的汽轮机转子碰摩试验装置，其特征在于所述碰摩连接板(3) 上设有转动限位槽(31)，所述碰摩环(4)上设有转动限位块(41)，所述转动限位块(41)置 于转动限位槽(31)内。
3. 根据权利要求1或2所述的汽轮机转子碰摩试验装置，其特征在于所述碰摩连接 板(3)与碰摩环(4)之间设有径向缓冲装置(5)。
4. 根据权利要求3所述的汽轮机转子碰摩试验装置，其特征在于所述碰摩连接板(3) 上设有弹簧孔(34)，所述径向缓冲装置(5)包括弹簧(35)、盖板(36)、预紧螺钉(37)、上弹 簧座(32)和下弹簧座(33)，所述盖板(36)盖设于弹簧孔(34)上，所述弹簧(35)、上弹簧座 (32)和下弹簧座(33)置于弹簧孔(34)内，弹簧(35)位于上弹簧座(32)与下弹簧座(33) 之间，下弹簧座(33)伸出弹簧孔(34)底部与碰摩环(4)接触，所述预紧螺钉(37)穿过盖 板(36)与上弹簧座(32)接触。
5. 根据权利要求1或2所述的汽轮机转子碰摩试验装置，其特征在于所述曲轴传动 机构(2)包括轴承座(21)和曲轴(22)，所述曲轴(22)的曲轴颈(221)经轴承座(21)支 撑，曲轴(22)的连杆轴颈(222)与碰摩连接板(3)相连。
6. 根据权利要求4所述的汽轮机转子碰摩试验装置，其特征在于所述曲轴传动机构 (2)包括轴承座(21)和曲轴(22)，所述曲轴(22)的曲轴颈(221)经轴承座(21)支撑，曲 轴(22)的连杆轴颈(222)与碰摩连接板(3)相连。
7. 根据权利要求6所述的汽轮机转子碰摩试验装置，其特征在于所述轴承座(21)上 设有固定销安装孔(211)，所述固定销安装孔(211)内装设有用于限制曲轴(22)的曲柄 (223)转动的固定销(7)。
专利摘要本实用新型公开了一种汽轮机转子碰摩试验装置，包括驱动电机、曲轴传动机构、碰摩连接板和套设于转子轴外的碰摩环，所述碰摩环装设于碰摩连接板内，碰摩连接板两端分别设有一组曲轴传动机构，驱动电机与一曲轴传动机构相连。该汽轮机转子碰摩试验装置结构简单、制作成本低、便于安装、操作简单，适于模拟碰摩故障进行实验研究。
文档编号G01M7/02GK201476952SQ200920310009
公开日2010年5月19日 申请日期2009年9月9日 优先权日2009年9月9日
发明者张陈材, 李录平, 李江林, 饶洪德 申请人:长沙理工大学