CN107036574A - 核主泵飞轮试验中飞轮应变测量装置及方法 - Google Patents

核主泵飞轮试验中飞轮应变测量装置及方法 Download PDF

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张志新
王珍
邱立鹏
王淑芬
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Abstract

本发明公开了一种核主泵飞轮试验中飞轮应变测量装置及方法，属于飞轮结构试验技术领域。分布在同一圆周上的四个应变片组成差分全桥，采用具有无线传输方式的应变测量节点测量应变，所述应变的测量是对飞轮在不同转速下来进行的，测量结果通过无线传输的方式传送到接收装置上。本发明的有益效果是：1、通过对飞轮在不同转速下应变的测量，可检验理论计算方法的有效性，为理论计算的修正提供可靠依据。2、可以有效地检验出试验过程中飞轮与轴套间过盈量的变化趋势，修正了理论计算中忽略的轴套形变对过盈量的影响。

Description

核主泵飞轮试验中飞轮应变测量装置及方法
技术领域
本申请属于飞轮结构试验技术领域，涉及到核主泵飞轮样机试验中应变片的布置方法，也广泛适用于过盈配合旋转部件的应变测量中应变片的布置方法。
背景技术
飞轮是核主泵中主要零部件，其作用是为了增加主泵转子的惯性。在出现事故、停电等非正常工作状态下，主泵可以依靠飞轮的惯性继续旋转一段时间，从而把停堆导致的热量传递出去；在超速等非正常工作状态下，当超速达160％以上时，飞轮在离心力的作用下与轴套的过盈量减小而脱离，避免飞轮撕裂。过盈量是通过理论计算并通过试验对理论计算修正来确定，测量飞轮应变的变化与转速之间的关系是对理论计算过盈量验证和修正的重要环节，国内外对飞轮应变的变化与转速之间的关系以及飞轮应变的变化分布情况的研究相对较少，飞轮应变测试中应变片的布置方法也有待研究。
发明内容
为解决现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种能够有效地测量飞轮在转动过程中应变的变化的核主泵飞轮试验中飞轮应变测量装置及方法。
本发明的技术方案是：核主泵飞轮试验中飞轮应变测量装置，包括轴套表面应变测量装置和飞轮表面应变测量装置；所述轴套表面应变测量装置包括若干均布于轴套的上表面的四等分点上的轴套上表面应变测量应变片、均布于轴套的下表面的四等分点上的轴套下表面应变测量应变片；所述飞轮表面应变测量装置包括若干均布于飞轮的上表面的四等分点上的飞轮上表面应变测量应变片、均布于飞轮的下表面的四等分点上的飞轮下表面应变测量应变片、均布于飞轮外周立面的四等分点上的飞轮外周立面应变测量应变片；
所述轴套上表面应变测量应变片、飞轮上表面应变测量应变片、飞轮下表面应变测量应变片以及轮外周立面应变测量应变片均位于两个垂直的平面上；
所述应变片组成差分全桥，并通过引线连接应变测量节点，所述应变测量节点位于支架上，应变测量节点连接接收装置。
所述飞轮上表面应变测量应变片分别位于飞轮上表面外缘圆周、内缘圆周，以及与所述外缘圆周和内缘圆周等距的圆周上。
所述飞轮下表面应变测量应变片分别位于飞轮下表面外缘圆周、内缘圆周，以及与所述外缘圆周和内缘圆周等距的圆周上。
位于所述飞轮上、下表面的12点钟、6点钟位置上的应变片的敏感方向为飞轮的周向，位于所述飞轮上、下表面的3点钟、9点钟位置上的应变片的敏感方向为飞轮的径向。
位于所述飞轮的12点钟、6点钟位置的外周立面上的应变片的敏感方向为飞轮的周向，位于所述飞轮的3点钟、9点钟位置的外周立面上的应变片的敏感方向为飞轮的径向。
位于所述轴套上、下表面的12点钟、6点钟位置上的应变片的敏感方向为轴套的周向，位于所述轴套上、下表面的3点钟、9点钟位置上的应变片的敏感方向为轴套的径向。
分布在同一圆周上的四个所述应变片组成差分全桥，应变测量节点无线连接接收装置。
所述引线为铜质漆包线，线径为0.5mm，在同一圆上分布的应变片引线长度相同，并通过丙烯酸酯胶粘剂粘贴固定。
利用核主泵飞轮试验中飞轮应变测量装置进行测量的方法，分布在同一圆周上的四个应变片组成差分全桥，采用具有无线传输方式的应变测量节点测量应变，所述应变的测量是对飞轮在不同转速下来进行的，测量结果通过无线传输的方式传送到接收装置上。
本发明的有益效果是：1、通过对飞轮在不同转速下应变的测量，可检验理论计算方法的有效性，为理论计算的修正提供可靠依据。2、可以有效地检验出试验过程中飞轮与轴套间过盈量的变化趋势，修正了理论计算中忽略的轴套形变对过盈量的影响。
附图说明
图1是飞轮总成仰视图；
图2是飞轮总成主视图；
图3是飞轮总成俯视图。
图中附图标记如下：1、飞轮，2、下间隙配合面，3、轴，4、轴套，5、上过盈配合面，6、滚动体，7、支架，8、胀套，9、应变测量节点，0-1、应变片，0-2、应变片，0-3、应变片，0-4、应变片，11-1、应变片，11-2、应变片，11-3、应变片，11-4、应变片，12-1、应变片，12-2、应变片，12-3、应变片，12-4、应变片，13-1、应变片，13-2、应变片，13-3、应变片，13-4、应变片，14-1、应变片，14-2、应变片，14-3、应变片，14-4、应变片，21-1、应变片，21-2、应变片，21-3、应变片，21-4、应变片，22-1、应变片，22-2、应变片，22-3、应变片，22-4、应变片，23-1、应变片，23-2、应变片，23-3、应变片，23-4、应变片，24-1、应变片，24-2、应变片，24-3、应变片，24-4、应变片。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
如图1所示，用于测量轴套4下表面应变的应变片21-1、21-2、21-3、21-4均匀布置在轴套4下表面的靠近外下边缘的圆周上，其中应变片21-1、21-3的敏感方向为周向，21-2、21-4的敏感方向为径向，组成差动全桥；用于测量飞轮1下表面应变的应变片布置3组，应变片22-1、22-2、22-3、22-4为一组，均匀布置在飞轮1下表面的靠近内下边缘的圆周上，其中应变片22-1、22-3的敏感方向为周向，22-2、22-4的敏感方向为径向，组成差动全桥；应变片24-1、24-2、24-3、24-4为一组，均匀布置在飞轮1下表面的靠近外下边缘的圆周上，其中应变片24-1、24-3的敏感方向为周向，24-2、24-4的敏感方向为径向，组成差动全桥；应变片23-1、23-2、23-3、23-4为一组，均匀布置在飞轮1下表面的与应变片13-1、13-2、13-3、13-4相对应的位置上，其中应变片13-1、13-3的敏感方向为周向，13-2、13-4的敏感方向为径向，组成差动全桥。
如图2所示，用于测量飞轮1外立面表面应变的应变片0-1、0-2、0-3、0-4均匀布置在飞轮1外立面的轴向中心的圆周上，其中应变片0-1、0-3的敏感方向为周向，0-2、0-4的敏感方向为径向，组成差动全桥。
如图3所示，用于测量轴套4上表面应变的应变片11-1、11-2、11-3、11-4均匀布置在轴套4上表面的靠近外上边缘的圆周上，其中应变片11-1、11-3的敏感方向为周向，11-2、11-4的敏感方向为径向，组成差动全桥；用于测量飞轮1上表面应变的应变片布置3组，应变片12-1、12-2、12-3、12-4为一组，均匀布置在飞轮1上表面的靠近内上边缘的圆周上，其中应变片12-1、12-3的敏感方向为周向，12-2、12-4的敏感方向为径向，组成差动全桥；应变片14-1、14-2、14-3、14-4为一组，均匀布置在飞轮1上表面的靠近外上边缘的圆周上，其中应变片14-1、14-3的敏感方向为周向，14-2、14-4的敏感方向为径向，组成差动全桥；应变片13-1、13-2、13-3、13-4为一组，均匀布置在飞轮1上表面的内外上边缘中心位置的圆周上，其中应变片13-1、13-3的敏感方向为周向，13-2、13-4的敏感方向为径向，组成差动全桥。
应变片采用502胶水粘贴；构成差动全桥的4只应变片，其引出线长度相同，采用铜质漆包线，线径为0.5mm，引线连接至应变测量节点9上，引线用丙烯酸酯胶粘剂粘贴固定在相应构件的表面上。
应变测量节点9固定在应变测量节点支撑架7上，上边布置5个，用于测量飞轮和轴套上表面以及飞轮外立面的应变；下边布置4个，用于测量飞轮和轴套下表面的应变。
利用核主泵飞轮试验中飞轮应变测量装置进行测量的方法，分布在同一圆周上的四个应变片组成差分全桥，采用具有无线传输方式的应变测量节点9测量应变，所述应变的测量是对飞轮在不同转速下来进行的，测量结果通过无线传输的方式传送到接收装置上。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种核主泵飞轮试验中飞轮应变测量装置，其特征在于，包括轴套表面应变测量装置和飞轮表面应变测量装置；所述轴套表面应变测量装置包括若干均布于轴套(4)的上表面的四等分点上的轴套上表面应变测量应变片、均布于轴套(4)的下表面的四等分点上的轴套下表面应变测量应变片；所述飞轮表面应变测量装置包括若干均布于飞轮(1)的上表面的四等分点上的飞轮上表面应变测量应变片、均布于飞轮(1)的下表面的四等分点上的飞轮下表面应变测量应变片、均布于飞轮(1)外周立面的四等分点上的飞轮外周立面应变测量应变片；
所述轴套上表面应变测量应变片、飞轮上表面应变测量应变片、飞轮下表面应变测量应变片以及轮外周立面应变测量应变片均位于两个垂直的平面上；
所述应变片组成差分全桥，并通过引线连接应变测量节点(9)，所述应变测量节点(9)位于支架(7)上，应变测量节点(9)连接接收装置。
2.根据权利要求1所述的核主泵飞轮试验中飞轮应变测量装置，其特征在于，所述飞轮上表面应变测量应变片分别位于飞轮上表面外缘圆周、内缘圆周，以及与所述外缘圆周和内缘圆周等距的圆周上。
3.根据权利要求1所述的核主泵飞轮试验中飞轮应变测量装置，其特征在于，所述飞轮下表面应变测量应变片分别位于飞轮下表面外缘圆周、内缘圆周，以及与所述外缘圆周和内缘圆周等距的圆周上。
4.根据权利要求1所述的核主泵飞轮试验中飞轮应变测量装置，其特征在于，位于所述飞轮(1)上、下表面的12点钟、6点钟位置上的应变片的敏感方向为飞轮(1)的周向，位于所述飞轮(1)上、下表面的3点钟、9点钟位置上的应变片的敏感方向为飞轮(1)的径向。
5.根据权利要求1所述的核主泵飞轮试验中飞轮应变测量装置，其特征在于，位于所述飞轮(1)的12点钟、6点钟位置的外周立面上的应变片的敏感方向为飞轮(1)的周向，位于所述飞轮(1)的3点钟、9点钟位置的外周立面上的应变片的敏感方向为飞轮(1)的径向。
6.根据权利要求1所述的核主泵飞轮试验中飞轮应变测量装置，其特征在于，位于所述轴套(4)上、下表面的12点钟、6点钟位置上的应变片的敏感方向为轴套(4)的周向，位于所述轴套(4)上、下表面的3点钟、9点钟位置上的应变片的敏感方向为轴套(4)的径向。
7.根据权利要求2或3所述的核主泵飞轮试验中飞轮应变测量装置，其特征在于，分布在同一圆周上的四个所述应变片组成差分全桥，应变测量节点(9)无线连接接收装置。
8.根据权利要求1所述的核主泵飞轮试验中飞轮应变测量装置，其特征在于，所述引线为铜质漆包线，线径为0.5mm，在同一圆上分布的应变片引线长度相同，并通过丙烯酸酯胶粘剂粘贴固定。
9.利用如权利要求1所述的核主泵飞轮试验中飞轮应变测量装置进行测量的方法，其特征在于，分布在同一圆周上的四个应变片组成差分全桥，采用具有无线传输方式的应变测量节点(9)测量应变，所述应变的测量是对飞轮在不同转速下来进行的，测量结果通过无线传输的方式传送到接收装置上。
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