一种转-静盘腔轴向气动推力测试试验台制造技术

本发明专利技术公开了一种转

【技术实现步骤摘要】
一种转
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静盘腔轴向气动推力测试试验台


[0001]本专利技术应用于燃气轮机空气系统
，涉及一种研究转子在转
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静盘腔内相关轴向气动推力测试试验台。

技术介绍

[0002]现代燃气轮机空气系统中，平衡轴向力已经成为关键问题。轴向力过大，会导致轴承长期处于超负荷状态下工作，其直接影响就是使轴承发热，降低轴承的使用寿命，而轴向力过小，又会导致转子处于轻载打滑状态下工作，容易使轴承损坏。在空气系统中，转子两侧由于一侧是高压一侧是低压，产生压力差使得转子产生一定的轴向力，但是其轴向力的测量是不便的。那么如何简便又准确的测量出转子轴向力的大小呢。传统的测量方法是通过测量压气机的卸荷腔的压力来间接测量轴向力大小，但是这种测量方法的准确性较差。而直接测量转子轴向力的大小，需要测量转子两侧转
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静盘腔的压力差。这种测量方法，又会使得转子在测量过程中有一定的轴向移动，而转子是随转轴一起转动的，转子轴向移动会造成一定的安全问题，也会使得测量结果不准确。那么如何利用两侧型腔压力差来测量出转子轴向力大小，如何保障测量轴向力的高效性和准确性成为了转
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静盘腔轴向气动推力测试试验台设计的技术瓶颈，解决这一问题的关键是利用移动盘两侧压力差来间接测量转子轴向力大小，保证测量的安全、高效、准确。而其最核心的问题是保证移动盘可轴向移动的同时形成密闭的转
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静盘腔，保证封严率。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于设计一种转
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静盘腔轴向气动推力测试试验台，该试验台突破了传统测量轴向力的方式，通过将测量转子受轴向力大小转换为测量移动盘受轴向气动推力的大小，测量移动盘一侧转
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静盘腔的气压与另一侧大气压的压差，通过在移动盘与端盖间设置拉压传感器，移动盘轴向移动，拉压传感器上显示读数，使测量结果更直观，通过在机座上方设计进气口，布置气路形成高压气，通过设置移动盘与机座间的密封，同时不影响移动盘的轴向移动，形成密封的转
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静盘腔，减小了测量的复杂性，提高了测量结果的可靠性。
[0004]本专利技术的目的是这样实现的：
[0005]本专利技术提出一种转
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静盘腔轴向气动推力测试试验台，其特征是：转轴穿过两个支撑装置和机座间，一端连接电动机，转动盘安装在转轴上，上用涨紧套固定，与转轴一同转动，带动进气形成高压气体，移动盘对称安装在轴两侧，通过螺栓固定加紧盘和密封件，实现移动盘与轴之间密封，移动盘与机座间留有轮缘间隙，通过加O型密封圈实现移动盘与机座间的密封，以此形成密封的转
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静盘腔。通过在移动盘与端盖间装有拉压传感器，显示其受力大小，这个示数即轴向气动推力的大小，整个试验台由两个支撑装置和机座固定。根据布置好的气路从气孔进气，电动机启动转轴带动转动盘转动，使得在密封的转
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静盘腔中形成气旋形成高压气，推动移动盘轴向移动，拉压传感器产生读数。
[0006]本专利技术还可以包括这样一些特征：
[0007]机座上方正中心位置开有进气孔，下端对称布置两个排气孔，三孔尺寸大小R0，按布置好的气路进气。
[0008]端盖盘面与轴之间留有轴向间隙值s，其值与端盖半径R比值为0.3
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0.5，以使移动盘外侧与大气压相接。
[0009]转动盘通过螺栓与涨紧套固定在转轴上，无法轴向移动，转轴带动转动盘转动，在转
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静盘型腔内产生高压气体。
[0010]迷宫密封盘是密封移动盘与转轴之间的间隙，该处为可替换密封件，通过螺栓松紧夹紧盘(9)替换密封件；其上4个螺栓均布，保证螺栓打死，形成密封腔。
[0011]拉压传感器两侧各四个对称均布在移动盘和端盖之间，悬空布置。
[0012]移动盘和机座之间留有间隙2
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3mm，以使移动盘不固定，可以轴向移动；同时为了保证完全密封，又不影响其移动，在盘凹槽中加入O型圈。
[0013]本专利技术的优势在于：本专利技术从燃气轮机空气系统可能出现转子轴向力不平衡导致轴向位移波动问题出发，设计了一种转
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静盘腔轴向气动推力测试试验台；由转
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静盘腔内转子轴向力大小转化为移动盘受到的轴向气动推力；设计对称分布的移动盘，利用转动盘左右两侧受力大小相同达到转动盘不动的目的；设计拉压传感器，使读数更直观，将复杂模型构建成了简单安全的测量模型；降低了试验难度的同时又增加了试验的安全性。
[0014]本专利技术结构简单，有两个支撑和一个机座固定，电动机驱动转轴，带动运转，形成转
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静盘腔，减少了试验台安装的复杂性并且便于维修。
[0015]本专利技术还可以通过更改不同结构实现试验的多样性，设计可替换密封件可以分析不同密封件对轴向气动推力大小的影响；拉压传感器可以换成应变片进行试验测试；调节不同的进气压力可以验证不同压力对轴向气动推力的影响；通过更改不同螺栓、不同的轮缘密封验证对轴向气动推力的影响；还可以验证转
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静盘腔中流场可视化试验，主流
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盘腔流耦合作用对轴向气动推力的影响。
附图说明
[0016]图1为本专利技术转
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静盘腔气动推力测试试验台主体剖面结构示意图。
[0017]图2为本专利技术中整体锻造机座结构轴向视图。
[0018]图3为本专利技术中锻造机座的端盖结构轴向视图。
[0019]图4为本专利技术转
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静盘腔气动推力测试试验台爆炸示意图。
[0020]图5为本专利技术中迷宫密封件剖面结构示意图。
[0021]图6为本专利技术中移动盘剖面结构示意图。
具体实施方式
[0022]下面结合附图举例对本专利技术作更详细的描述：
[0023]结合图1，图1为该试验台主体部分的结构示意图，主要包括旋转轴(1)、转动盘(6)、移动盘(3)、转
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静盘腔室(5)、端盖(2)、O型圈(放置于移动盘轮缘间隙(7)处)，拉压传感器(10)、机座(4)、迷宫密封盘(8)、夹紧盘(9)等结构
[0024]结合图2，为整体锻造机座的轴向视图，该结构将整个试验台包笼在内，起支撑作
用，与静盘(3)和密封件构成密闭的转
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静盘腔，其正上方打有R0的进气孔，在水平位置向下的α角度处，对称布置有两个R0大小的排气孔，三个孔位于机座的同一端面截面上，机座两侧用螺栓将端盖固定。
[0025]结合图3
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4，图3为端盖(2)结构视图，端盖(2)与转轴(1)之间留有间隙值S，端盖半径为R，间隙值S约为端盖半径R的0.3
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0.5，端盖与轴间间隙为移动盘(3)外侧与大气压连接的关键，拉压传感器(10)左右共8个，拉压传感器(10)一端连接移动盘(3)，一端连接端盖(2)，在同一圆周上均匀布置，保证了传感器的悬空布置，除了受压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种转
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静盘腔轴向气动推力测试试验台，其特征在于：转轴穿过两个支撑装置和机座间，一端连接电动机，转动盘安装在转轴上，上用涨紧套固定，与转轴一同转动，带动进气形成高压气体，移动盘对称安装在轴两侧，通过螺栓固定加紧盘和密封件，实现移动盘与轴之间密封，移动盘与机座间留有轮缘间隙，通过加O型密封圈实现移动盘与机座间的密封，以此形成密封的转
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静盘腔；通过在移动盘与端盖间装有拉压传感器，显示受力大小即轴向气动推力的大小，整个试验台由两个支撑装置和机座固定；移动盘与转轴间处装有迷宫密封盘，根据布置好的气路从气孔进气，电动机启动转轴带动转动盘转动，使得在密封的转
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静盘腔中形成气旋形成高压气，推动移动盘轴向移动，拉压传感器产生读数。2.根据权利要求1所述的一种转
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静盘腔轴向气动推力测试试验台，其特征在于：机座上端开有进气孔，下端对称分布有两个排气孔，按照设定气路控制转
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静盘腔室内进、排气。3.根据权利要求1所述的一种转
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静盘腔轴向气动推力测试试验台，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾兴运，侯启炀，闫伟，刘安宇，何立东，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：