CN105571944A - 汽轮机隔板挠度试验系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽轮机隔板挠度试验系统，所述试验系统包括支撑架、加压装置、多个千分表、多个电缸、集线器和计算机。每个电缸用于装夹至少一个千分表，通过电缸控制千分表升、降，使上升的千分表能够直接接触隔板上的对应检测点。所述计算机的内部装有数据处理模块、外部连接有显示器。本发明能够精确控制千分表进行上升或下降，使千分表能够直接地接触汽轮机隔板的对应检测点，整个安装过程的操作非常方便，轻松容易，有利于大幅提高试验检测效率；同时，千分表能够真实地实时读取加压状态下的隔板变形值，检测数据精确，以此检测数据所得的检测结果准确、可靠，能够真实的反应出汽轮机隔板的结构性能。

Description

汽轮机隔板挠度试验系统

技术领域

本发明涉及挠度检测设备，具体是一种汽轮机隔板挠度试验系统。

背景技术

汽轮机的隔板在加工完成后需要对隔板进行挠度试验，以检验隔板的刚性是否满足汽轮机设计参数的运行要求，具体的检测试验过程参照JB4274-1999《汽轮机隔板挠度试验法》执行。

目前，对汽轮机隔板挠度进行检测试验的试验系统主要由支撑架、加压装置、多个杠杆机构和多个千分表组成。其中，支撑架用于将汽轮机隔板水平支撑，并使隔板的中心区域悬空。加压装置在隔板的中心区域施加轴向的拉力，使隔板的中心区域获得轴向载荷而发生变形。杠杆机构通常为八副，每一副由支承杆和铰接在支承杆上的杠杆组成；这八副杠杆机构分成两组，一组从隔板底面的四周径向延伸进隔板的内孔圆周处，杠杆的内端通过顶杆与隔板内孔圆周处的检测点接触，杠杆的外端与万向臂所装夹的千分表形成接触，同理，另一组杠杆机构对应接触在隔板外缘圆周的四个检测点上、并与对应的千分表接触。万向臂所夹持的这些千分表，分别通过对应的杠杆机构来读取隔板上对应检测点在加压状态下的变形值。本试验系统在进行隔板挠度检测试验时，需要试验人员实时摘录各千分表上的实时检测数据，然后对这些数据进行人工比较计算，得出较大的隔板挠度数值及隔板残余变形值，再将这些甄选数据与设计的理论数值进行对比计算。

上述试验系统虽然能够获得汽轮机隔板的挠度试验数据，但其存在操作麻烦、试验人员劳动强度大、试验效率低、检测数据误差大、检测结果不够准确、可靠性差等技术问题。这是因为：1.杠杆机构在试验时不易调校准确，整个调校、安装过程麻烦、周期长；2.杠杆机构的径向布置必然沿延伸出隔板的覆盖面积，不仅整个试验所占空间大，而且延伸出隔板的杠杆机构在现场复杂的布线环境下，容易误触发；3.千分表所获得的数据是通过杠杆机构转换放大过，而非千分表直接获得的隔板变形数据，在杠杆机构的转换过程中会存在些微的数据误差，进而导致千分表所获得的变形数据是不精确、不准确的，导致检测结果不够准确、可靠；4.杠杆机构的大体积以及安装操作的麻烦性，使得在试验中越少安装，试验越便捷，但安装的越少则导致对隔板试验的检测越不全面，不利于全面、准确、可靠地掌握隔板的真实性能；5.人工摘录实时数据本身就存在作业效率低下、工人劳动强度大的问题，而且在后续庞大、复杂的数据计算和比较环节，各种计算错误很难避免，导致试验周期长，试验结果不够可靠、准确。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述现有技术的不足，提供一种操作方便、轻松容易、试验高效、检测数据精确、检测结果准确、可靠性高的汽轮机隔板挠度试验系统。

本发明所采用的技术方案是，一种汽轮机隔板挠度试验系统，所述试验系统包括：

-支撑架，所述支撑架用于将汽轮机隔板水平支撑，并使隔板的中心区域悬空；

-加压装置，所述加压装置安装在隔板的中心区域，用于向隔板的中心区域施加轴向载荷；

-多个千分表，这些千分表用于读取隔板在加压状态下的变形值；

所述试验系统还包括有：

-多个电缸，每个电缸用于装夹至少一个千分表，通过电缸控制千分表升、降，使上升的千分表能够直接接触隔板上的对应检测点；

-集线器，所述集线器用于采集各千分表的实时检测数据，并将这些检测数据输送给计算机；

-计算机，所述计算机的内部装有数据处理模块、外部连接有显示器；所述数据处理模块具有存储模块、比较模块和输出模块；所述存储模块用于存储隔板挠度变形的设计理论值；所述比较模块用于读取集线器传来的实时检测值，并将这些实时检测值与存储模块的理论值进行对比，以此判断实时检测值是否处在理论值的范围内，若是，则表明隔板的挠度检测合格，若否，则表明隔板的挠度检测不合格；所述输出模块用于向显示器输出比较模块的比较数据，由显示器直观显示。

进一步的，所述电缸为八个，每个电缸装夹一个千分表；所述八个电缸以内孔圆周四个和外缘圆周四个的方式对应的分布在隔板底面的八个检测点上。或者，所述电缸为十二个，每个电缸装夹一个千分表；所述十二个电缸以隔板中分面处双排布置的方式形成内孔圆周六个和外缘圆周六个的对应分布，使每个千分表对应隔板底面的一个检测点。

进一步的，所述数据处理模块的存储模块还用于存储特定时间段内的所有实时检测值，以及还用于存储特定时间段内比较模块的所有比较结果数据。

本发明的有益效果是：

1.本发明通过结构紧凑、体积小的电缸精确控制千分表进行上升或下降，使千分表能够直接地接触汽轮机隔板的对应检测点，试验过程无需费时、费力的进行调校安装，整个安装过程的操作非常方便，轻松容易，有利于大幅提高试验检测效率；同时，千分表在汽轮机隔板上的直接接触，能够真实地实时读取加压状态下的隔板变形值，检测数据精确，以此检测数据所得的检测结果准确、可靠，能够真实的反应出汽轮机隔板的结构性能；

2.本发明依据集线器实现了各个千分表实时检测数据的采集，并依据计算机内的数据处理模块有效、可靠地实现了对比计算，这极大的提高了试验作业的效率、降低了试验人员的劳动强度，而且试验结果更加不可靠、准确，实用性强；

3.本发明既能够在汽轮机隔板的底面轻松、方便地实现“八点位”的检测，也能够根据汽轮机隔板的特殊成型结构，在隔板的底面轻松、方便地实现“十二点位”的检测，检测方式更加灵活、方便，能够全面而真实的对汽轮机隔板的结构性能进行检测，可靠性高，实用性强。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的一种原理框图。

图2是本发明硬件设备的结构示意图。

图3是本发明的各电缸在隔板对应检测点位上的一种排布示意图。

图4是本发明的各电缸在隔板对应检测点位上的另一种排布示意图。

图5是本发明的电缸的结构示意图。

图中代号含义：1—支撑架；11—工作台；12—支座；2—隔板；3—加压装置；31—拉杆；32—压盘；33—液压缸；34—橡胶垫；35—锁紧块；4—千分表；5—电缸；51—升降推杆；52—装夹支架；53—伺服电机；6—集线器；7—计算机；71—数据处理模块；711—存储模块；712—比较模块；713—输出模块；72—显示器。

具体实施方式

实施例1

参见图1、图2、图3和图5所示，本发明为汽轮机隔板挠度检测用的试验系统，其包括支撑架1、加压装置3、多个千分表4、多个电缸5、集线器6和计算机7。

其中，支撑架1主要由工作台11和多个（约8～12个）支座12组成。工作台11平整的放置在地面上，工作台11的中间具有加压装置3的拉杆31放置空间；在工作台11的顶面径向设置有多条（约8～12条）滑槽。多个支座12分别对应的滑动装配在工作台11的顶面滑槽内；每个支座12能够在工作台11顶面的对应滑槽内，作径向的滑动调整，调整到位后通过顶紧螺栓在工作台11的顶面进行限位固定；工作台11顶面圆周上的这些支座12围拢成汽轮机隔板2的支撑点，对应的支撑在隔板2的外圆周轴向定位面上，通过这些支座12将隔板2水平支撑，使隔板2的中心区域相对地面悬空。

加压装置3主要由拉杆31、压盘32和液压系统等组成。拉杆31锚固在支撑架1中心的地面上，向上延伸、穿过隔板2的内孔顶面以上。压盘32呈半球体状，压盘32的球顶处设有拉杆31的穿装孔；压盘32的口部直径大于隔板2的内孔直径，压盘32的口部外缘能够覆盖隔板2的内孔外周。液压系统具有多支（通常为8支或12支）液压缸33，这些液压缸33均布在隔板2的内孔外周，正好处在压盘32的盘口覆盖区域，也就是说，液压系统的这些液压缸33周向均布在隔板2与压盘32之间，每支液压缸33的底端通过橡胶垫34与隔板2的顶面接触、每支液压缸33的顶端与压盘32的盘口接触。前述拉杆31的顶端向上延伸穿过压盘32的顶面，并在压盘32顶面处的拉杆31部开有凹槽，锁紧块35卡在拉杆31的凹槽内，以此使拉杆31在压盘32顶面锁紧。在液压系统的作用下，液压缸33顶紧压盘32，液压缸33借助固定压盘32的力作用在隔板2上，各支液压缸33向隔板2的中心区域施加轴向载荷，迫使隔板2发生变形。

电缸5为十二个。每个电缸主要由PLC控制器、升降推杆51和伺服电机53等组成，在升降推杆51的顶部设有接近开关和装夹支架52。每个电缸5通过装夹支架52装夹一个千分表4。十二个电缸5以隔板2中分面处双排布置的方式形成内孔圆周六个和外缘圆周六个的对应分布；其中，内孔圆周的六个分布见图3所示，即如下检测点位2#、4#、6#、8#、10#和12#，其中2#和8#在一侧中分面处相对，6#和12#在另一侧中分面处相对；外缘圆周的六个分布见图3所示，即如下检测点位1#、3#、5#、7#、9#和11#，其中1#和7#在一侧中分面处相对，5#和11#在另一侧中分面处相对，从而使每个电缸对应隔板2底面的一个检测点。这些电缸5能够对各自所装夹的千分表4进行精确的上升或下降动作的控制，在电缸5接近开关的作用下，使上升的千分表4能够有效地直接接触到隔板2底面上的对应检测点。

千分表4为十二个，每个对应一个电缸5。这些千分表4均为数显千分表，每个千分表4都通过信号传输电缆与集线器6连接。在十二个电缸5的作用下，这些千分表4均对应的、可靠的接触到隔板2底面的对应检测点上，每个千分表4用于读取隔板2在加压状态下对应检测点的变形值，通过十二检测点对隔板2在加压状态下的变形形成全面、真实的检测。

集线器6通过信号电缆与计算机7连接。集线器6用于将千分表4获得的模拟信号转换成数字信号，用于分别采集十二个千分表4的实时检测数据，并将这些检测数据输送给计算机7。由于集线器6相较计算机7的传输距离较远，可以考虑在各根信号电缆上分别串联一个信号放大器，以此确保数据传输到计算机7上后，仍有足够的信号强度。

计算机7的内部装有数据处理模块71，计算机7的外部连接有显示器72、以及必要的辅助设备（例如打印机和键盘等）。数据处理模块71具有存储模块711、比较模块712和输出模块713。存储模块711用于接收并存储外部通过键盘等输入的、对应隔板2的挠度变形设计理论值，当然，存储模块711所存储的这些设计理论值可以通过外部的输入进行修正或者删除。比较模块712用于读取集线器6传来的实时检测值，并用于读取存储模块711存储的理论值，同时，将实时检测值与存储模块711读取来的理论值进行对比分析，以此判断实时检测值是否处在理论值的范围内，若是，则表明隔板2的挠度检测合格，若否，则表明隔板2的挠度检测不合格。输出模块713用于向显示器72输出比较模块712的比较数据，这些比较数据包括设计理论值、实时检测值、以及实时检测值相较设计理论值的偏差等，这些比较数据通过计算机7所连接的外部显示器72直观的显示出来，也可以根据需要通过打印机打印出来。

当然，为了方便数据分析，上述数据处理模块71的存储模块711不仅仅用于存储设计理论值，还可以用于存储特定时间段内的所有实时检测值（比如上一次试验的实时检测数据），又还可以用于存储特定时间段内比较模块712的所有比较结果数据（比如上一次试验过程中的实时检测数据、以及实时检测值相较设计理论值的偏差等）。

实施例2

本实施例的其它内容与实施例1相同，不同之处在于：见图4所示，电缸为八个，每个电缸通过装夹支架装夹一个千分表（也就是说，千分表亦为八个），八个电缸以内孔圆周四个和外缘圆周四个的方式对应的分布在隔板2底面的八个检测点上；其中，内孔圆周的四个分布见图4所示，即如下检测点位2#、4#、6#和8#，其中2#和4#处在两侧中分面处；外缘圆周的四个分布见图4所示，即如下检测点位1#、3#、5#和7#，其中1#和3#处在两侧中分面处。

本实施例虽能对隔板在加压状态下的变形进行真实地实时检测，但其由于不能匹配于隔板的成型结构，检测数值不够全面。

以上各实施例仅用以说明本发明，而非对其限制。尽管参照上述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对上述各实施例中的具体技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的精神和范围。

Claims (4)

1.一种汽轮机隔板挠度试验系统，所述试验系统包括：

-支撑架（1），所述支撑架（1）用于将汽轮机隔板（2）水平支撑，并使隔板（2）的中心区域悬空；

-加压装置（3），所述加压装置（3）安装在隔板（2）的中心区域，用于向隔板（2）的中心区域施加轴向载荷；

-多个千分表（4），这些千分表（4）用于读取隔板（2）在加压状态下的变形值；

其特征在于，所述试验系统还包括有：

-多个电缸（5），每个电缸（5）用于装夹至少一个千分表（4），通过电缸（5）控制千分表（4）升、降，使上升的千分表（4）能够直接接触隔板（2）上的对应检测点；

-集线器（6），所述集线器（6）用于采集各千分表（4）的实时检测数据，并将这些检测数据输送给计算机（7）；

-计算机（7），所述计算机（7）的内部装有数据处理模块（71）、外部连接有显示器（72）；所述数据处理模块（71）具有存储模块（711）、比较模块（712）和输出模块（713）；所述存储模块（711）用于存储隔板（2）挠度变形的设计理论值；所述比较模块（712）用于读取集线器（6）传来的实时检测值，并将这些实时检测值与存储模块（711）的理论值进行对比，以此判断实时检测值是否处在理论值的范围内，若是，则表明隔板（2）的挠度检测合格，若否，则表明隔板（2）的挠度检测不合格；所述输出模块（713）用于向显示器（72）输出比较模块（712）的比较数据，由显示器（72）直观显示。

2.根据权利要求1所述汽轮机隔板挠度试验系统，其特征在于，所述电缸（5）为八个，每个电缸（5）装夹一个千分表（4）；所述八个电缸（5）以内孔圆周四个和外缘圆周四个的方式对应的分布在隔板（2）底面的八个检测点上。

3.根据权利要求1所述汽轮机隔板挠度试验系统，其特征在于，所述电缸（5）为十二个，每个电缸（5）装夹一个千分表（4）；所述十二个电缸（5）以隔板（2）中分面处双排布置的方式形成内孔圆周六个和外缘圆周六个的对应分布，使每个千分表（4）对应隔板（2）底面的一个检测点。

4.根据权利要求1所述汽轮机隔板挠度试验系统，其特征在于，所述数据处理模块（71）的存储模块（711）还用于存储特定时间段内的所有实时检测值，以及还用于存储特定时间段内比较模块（712）的所有比较结果数据。