CN103728126A - 核主泵飞轮试验台 - Google Patents

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王成伟
李世泽
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杜康
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Abstract

本发明提供一种核主泵飞轮试验台，包括：台座，所述台座包括圆环形底座和位于所述圆环形底座中心的支撑座，所述支撑座侧壁的上下两端分别通过连接杆连接所述圆环形底座，所述连接杆周向均布在所述支撑座的侧壁，所述圆环形底座上设有用于固定地面的安装孔；固定安装在所述台座上的上支撑架，所述上支撑架包括同轴设置且通过立柱连接的上支撑环和下支撑环，所述上支撑环的中心设有电机保持架，所述电机保持架的侧壁通过连接杆连接所述上支撑环，且所述连接杆周向均布。本发明核主泵飞轮试验台，完全可以达到飞轮设计实验的要求，设计经济合理，适用性强，装配过程简单。

Description

核主泵飞轮试验台
技术领域
本发明涉及一种试验台，特别涉及一种大型核主泵飞轮试验台。
背景技术
随着核主泵技术的不断发展，核主泵飞轮技术也随之不断改进，飞轮储能技术得到更多的应用。核主泵为大功率级装置，所以其飞轮亦要达到更高一级的要求，现阶段应用于大储能量飞轮的设计与试验的装置多采用钢架结构。
钢结构是用钢板和各种型钢，如角钢、工字钢、槽钢、H型钢、钢管和薄壁型钢等制成的承重构件或承重结构。钢材的强度比混凝土、砖石和木材等建筑材料要高的多，适用于荷载重、跨度大的结构。钢材的容重虽比其他材料大，但强度却高得多，属于轻质高强材料。在相同的跨度和荷载条件下，钢架的重量只有钢筋混凝土屋架重量的1/4～1/3；若采用薄壁型钢架甚至接近1/10。钢材的内部组织比较均匀，接近各向同性体，而且在一定的应力幅度内材料为弹性，所以钢结构的实际受力情况和工程力学计算结果比较符合，计算结果比较可靠。钢材的塑性好，在一般情况下钢结构不会因偶然超载或局部超载而突然断裂破坏，只是出现变形，使应力重分布。钢材的韧性好，使钢材有一定的抗冲击脆断的能力，对动力荷载的适应性强，其良好的延性和耗能能力使钢结构具有优越的抗振性能。
本发明在设计过程中应用有限元ANSYS软件对结构进行分析检测，应用实际数据对整个钢架结构的结构稳定性进行了校核，确保了整个钢架结构到达设计标准。
发明内容
【1】要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是提供一种可用于较大尺寸以及大转动惯量的飞轮实验的核主泵飞轮试验台。
【2】解决问题的技术方案
本发明提供一种核主泵飞轮试验台，包括：
台座1，所述台座1包括圆环形底座101和位于所述圆环形底座101中心的支撑座102，所述支撑座102侧壁的上下两端分别通过连接杆连接所述圆环形底座101，所述连接杆周向均布在所述支撑座102的侧壁，所述圆环形底座101上设有用于固定地面的安装孔；
固定安装在所述台座1上的上支撑架，所述上支撑架包括同轴设置且通过立柱203连接的上支撑环201和下支撑环202，所述上支撑环201的中心设有电机保持架3，所述电机保持架3的侧壁通过连接杆连接所述上支撑环201，且所述连接杆周向均布；
电机4，所述电机4固定安装在所述电机保持架3上且输出轴垂直向下，所述电机4的输出轴上固定有联轴器5。
进一步的，所述电机保持架3上固定有上支架6，所述上支架6上设有轴承。
进一步的，所述上支架6上设有油封，所述油封为两个且分别位于所述轴承的上方和下方。
进一步的，所述支撑座102上固定有用于放置核主泵飞轮的下支架7，所述下支架7上设有止推轴承。
进一步的，所述下支架7上设有油封，所述油封位于所述止推轴承的正上方。
进一步的，所述立柱203至少为六根且沿轴线周向均布。
进一步的，所述立柱203为十二根且沿轴线周向均布。
进一步的，所述联轴器为弹性联轴器。
进一步的，所述台座和支撑架的侧壁设有防护网。
进一步的，所述圆环形底座101、连接杆、上支撑环201、下支撑环202和立柱203均由槽钢制成。
【3】有益效果
本发明核主泵飞轮试验台，完全可以达到飞轮设计实验的要求，设计经济合理，适用性强，装配过程简单；可承重大载荷及大转动惯量的飞轮实验且稳定性好。
附图说明
图1为本发明核主泵飞轮试验台的结构图；
图2为本发明核主泵飞轮试验台的俯视图；
图3为本发明核主泵飞轮试验台的上支撑架的结构示意图；
图4为本发明核主泵飞轮试验台的台座的结构示意图；
图5为本发明核主泵飞轮试验台的上支架的结构示意图；
图6为本发明核主泵飞轮试验台的下支架的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，详细介绍本发明实施例。
参阅图1至图6，本发明提供一种核主泵飞轮试验台，包括台座1及固定安装在所述台座1上的上支撑架，该台座1包括圆环形底座101和位于圆环形底座101中心的支撑座102，支撑座102侧壁的上下两端分别通过连接杆连接圆环形底座101，连接杆周向均布在支撑座102的侧壁，圆环形底座101上设有用于固定地面的安装孔，该台座1整体呈轮辐式结构；上支撑架包括同轴设置且通过立柱203连接的上支撑环201和下支撑环202，上支撑环201的中心设有电机保持架3，电机保持架3的侧壁通过连接杆连接上支撑环201，且该连接杆周向均布；电机4固定安装在电机保持架3上且输出轴垂直向下，电机4的输出轴上固定有联轴器5，本实施例中，该联轴器为弹性联轴器；在电机保持架3上固定有上支架6，在该上支架6上设有轴承，同时，在上支架6上设有油封，该油封为两个且分别位于轴承的上方和下方；进一步的，在支撑座102上固定有用于放置核主泵飞轮的下支架7，在该下支架7上设有止推轴承，同时，在下支架7上也设有油封，该油封位于止推轴承的正上方；为了保证强度，立柱203至少为六根且沿轴线周向均布，优选的为十二根；为了保证实验时的安全，在台座和支撑架的侧壁设有防护网；为了提高强度，本实施例中的圆环形底座101、连接杆、上支撑环201、下支撑环202和立柱203均由槽钢制成。
本实施例中，上支撑环、下支撑环和底座的均由14#槽钢围成直径2400mm的轮辐式结构。
利用ANSYS12.0仿真软件对本发明设计进行结构分析，得出钢架结构的应力，应变及安全系数等相关数据，借以数据证明本发明设计的合理性。
（1）台座的ANSYS仿真分析与校核
对台座顶端施加100KN的力（相当于加载十吨的重物），设置底面与地面固定接触，部件之间设为固定约束，由系统生成自动网格，最后结果显示为：最大应变为0.06mm，最大应变发生在台座顶端受力面处，最大应力为24.85MPa。结果表明此结构的最大应变与最大应力远远小于结构钢的需用应变和许用应力。
（2）上支撑架的ANSYS仿真分析与校核
上支撑架主要承受电机的重量，假定电机为500公斤，对上支撑架的顶端面施加5000N的力，设置底面固定支撑，各部件间为固定约束，由系统生成自动网格，最后结果显示为：最大应变为0.156mm，最大应变发生在靠近中心端的轮辐梁处，最大应力为24.74MPa。结果表明此结构的最大应变与最大应力远远小于结构钢的需用应变和许用应力。
经过仿真校核证明，本发明的核主泵飞轮试验台完全可以达到飞轮设计实验的要求，设计经济合理，适用性强，装配过程简单；可承重大载荷及大转动惯量的飞轮实验且稳定性好。

Claims (10)

1.一种核主泵飞轮试验台，其特征在于，包括：
台座，所述台座包括圆环形底座和位于所述圆环形底座中心的支撑座，所述支撑座侧壁的上下两端分别通过连接杆连接所述圆环形底座，所述连接杆周向均布在所述支撑座的侧壁，所述圆环形底座上设有用于固定地面的安装孔；
固定安装在所述台座上的上支撑架，所述上支撑架包括同轴设置且通过立柱连接的上支撑环和下支撑环，所述上支撑环的中心设有电机保持架，所述电机保持架的侧壁通过连接杆连接所述上支撑环，且所述连接杆周向均布；
电机，所述电机固定安装在所述电机保持架上且输出轴垂直向下，所述电机的输出轴上固定有联轴器。
2.如权利要求1所述的核主泵飞轮试验台，其特征在于：所述电机保持架上固定有上支架，所述上支架上设有轴承。
3.如权利要求2所述的核主泵飞轮试验台，其特征在于：所述上支架上设有油封，所述油封为两个且分别位于所述轴承的上方和下方。
4.如权利要求1所述的核主泵飞轮试验台，其特征在于：所述支撑座上固定有用于放置核主泵飞轮的下支架，所述下支架上设有止推轴承。
5.如权利要求4所述的核主泵飞轮试验台，其特征在于：所述下支架上设有油封，所述油封位于所述止推轴承的正上方。
6.如权利要求1所述的核主泵飞轮试验台，其特征在于：所述立柱至少为六根且沿轴线周向均布。
7.如权利要求6所述的核主泵飞轮试验台，其特征在于：所述立柱为十二根且沿轴线周向均布。
8.如权利要求1所述的核主泵飞轮试验台，其特征在于：所述联轴器为弹性联轴器。
9.如权利要求1至8任一项所述的核主泵飞轮试验台，其特征在于：所述台座和支撑架的侧壁设有防护网。
10.如权利要求9所述的核主泵飞轮试验台，其特征在于：所述圆环形底座、连接杆、上支撑环、下支撑环和立柱均由槽钢制成。
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