CN109470482B - 一种微小型燃气轮机实验台架 - Google Patents

一种微小型燃气轮机实验台架 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种燃气轮机实验台架，主要包括发动机支撑调节单元、基座等组成。可以通过调节螺栓和垫片，可以对实验台架进行水平调节，高度调节和角度调节。其中水平调节和高度调节是通过调节螺栓来完成，角度调节可以通过调整垫片完成调节。该实验台架操作简单方便，可以极大程度降低燃气轮机更换时调同轴度的时间，并且满足多自由度调节燃气轮机输出轴系对接，适应燃气轮机冷、热态轴向和径向变形等基本要求，提高燃气轮机工作的可靠性，延长其工作寿命。

Description

一种微小型燃气轮机实验台架
技术领域
本发明属于微小型燃气轮机试验台架领域，尤其涉及一种能多角度调节燃气轮机轴线位置，并能适应燃气轮机轴向和径向膨胀的燃气轮机实验台架。
背景技术
燃气轮机是继蒸汽轮机和内燃机之后的新一代动力装置，具有功率密度大、启动快、污染低、可靠性高等一系列优点，在分布式能源、舰船动力、机械驱动、移动电源和海上钻井平台等方面均有广泛的应用。目前燃气轮机研究，为降低研发风险，主要以成熟航空发动机的核心机为基础，针对地面燃气轮机的使用要求进行改型，并加装动力涡轮而成。
航空发动机试验时与外界无机械轴系连接，而燃气轮机大多需要与发电机等机械连接从而做功；同时燃气轮机作为一种高速旋转机械，旋转轴连接时的同轴度对燃气轮机工作可靠性影响重大。
针对部分带法兰安装边的燃气轮机在上下实验台时调整同轴度的时间过长等问题，需要设计一款发动机上下台架时无需调整同轴度的实验台架，以满足发动机实验期间频繁上下台，降低发动机上下台时间的需要，同时实验台架也能更好的满足发动机工作时的热膨胀需求。
发明内容
针对现有微小型燃气轮机实验台在发动机上下实验台架时，调整同轴度的时间过长，燃气轮机轴向膨胀、径向膨胀吸收不完全等问题，本发明旨在提供一种微小型燃气轮机实验台架，该实验台架可以使得前端带有安装法兰的微小型燃气轮机在上台架时无需调整同轴度，同时有效吸收燃气轮机的轴向和径向热膨胀，通过该实验台架可以大幅降低燃气轮机上下实验台架时间，并保证燃气轮机的轴向和径向膨胀，更好的满足实验条件。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种微小型燃气轮机实验台架，包括一基座，所述基座上布置一发动机支撑调节单元，所述发动机支撑调节单元包括一底座以及设置在所述底座上的一垂直支撑架和一发动机安装板，所述燃气轮机的一端固定连接在所述发动机安装板上形成悬臂支撑结构，其特征在于：
所述基座的顶面上设有若干沿X方向延伸且相互平行的水平滑轨，所述底座的底面上沿其宽度方向设有若干与所述滑轨对应的水平滑槽，所述底座借助所述滑槽和滑轨在所述基座上进行X方向的调节，调节至工作位置后，所述底座通过连接件固定在所述基座上，其中，所述X方向为左右方向，所述底座的宽度方向与Y方向一致，所述Y方向为前后方向；
所述垂直支撑架沿Z方向固定设置在所述底座的顶面上，且所述垂直支撑架的宽度方向布置为与所述底座的宽度方向一致，所述Z方向为上下方向，所述垂直支撑架从其顶部边缘向下延伸开设一U形缺口，使得所述垂直支撑架在其宽度方向上形成前后两个对称的支撑臂，且每个所述支撑臂的内侧面上在相同高度上分别开设一沿Y方向延伸的支撑滑槽，且每一所述支撑滑槽的顶部和底部均开设有高度调节孔，每一所述高度调节孔内配合设置有高度调节螺栓；
所述发动机安装板整体为一沿Y方向延伸的条形板，其中心处设有用以对接燃气轮机的发动机安装接口，所述发动机安装板的前后两端分别设置在所述垂直支撑架的两个支撑滑槽内，使得所述发动机安装板整体沿Y方向支撑在所述垂直支撑架的内侧面上，且所述发动机安装板与所述支撑滑槽的底面之间设有用以调节所述发动机安装板倾斜角度的调整垫片，且所述发动机安装板在Z方向的宽度小于所述支撑滑槽的宽度，设置在所述支撑滑槽上下侧的高度调节孔内的高度调节螺栓顶抵在所述发动机安装板的上下边缘侧面，通过调整所述高度调节螺栓在所述高度调节孔内的深度以调节所述发动机安装板在Z方向上的高度，所述发动机安装板的高度和倾斜角度调整至工作位置后，通过连接件将所述发动机安装板固定连接在所述支撑滑槽内。
优选地，所述底座上设有多个沿X方向延伸的腰型孔，每一所述腰型孔中设置一连接螺栓，所述底座通过所述腰型孔以及设置在各所述腰型孔中的连接螺栓固定在所述基座上，所述腰型孔的设计便于所述底座在所述基座上沿X方向的微调。
进一步地，所述底座的板面上设有减重孔，所述底座通过其底部设置的滑槽，保证在所述基座上沿X方向滑动而不发生Y方向的移动。
优选地，所述发动机安装板上的发动机安装接口具有带圆形止口的法兰边，所述圆形止口用于定位燃气轮机，所述法兰边上设有多个螺栓孔，所述燃气轮机的端部通过所述多个螺栓孔以及设置各螺栓孔中的连接螺栓固定连接在所述法兰边上形成悬臂支撑结构。
优选地，所述垂直支撑架通过焊接的方式固定设置在所述底座的顶面上。
优选地，至少在所述底座与所述垂直支撑架的外侧面之间设置用以支撑所述垂直支撑架的支撑加强板，防止所述垂直支撑架因单侧受力而产生变形。
进一步地，在所述底座与所述垂直支撑架的内、外侧面之间均设有支撑加强板。
优选地，所述垂直支撑架的板面上设有减重孔，用于减轻整体重量。
优选地，所述垂直支撑架的板面上设有多个沿Z方向延伸的腰型孔，所述发动机安装板的高度和倾斜角度调整至工作位置后，通过设置在各腰型孔中的连接螺栓将所述发动机安装板固定连接在所述支撑滑槽内。
进一步地，当所述发动机安装板完成X方向、Y方向和Z方向的调整，且安装至所述发动机安装板的燃气轮机完成实验验证后，使用销钉将所述发动机安装板固化安装在所述垂直支撑架上。
本发明的微小型燃气轮机实验台架中，所述发动机安装板通过带止口的法兰边来固定燃气轮机，发动机安装板通过螺栓固定在垂直支撑架上，同时，通过垂直支撑架上下侧的高度调节螺栓调节发动机安装板的高度和左右位置，对于发动机安装板的角度调整，可以通过在发动机安装板和支撑架之间添加调整垫片来完成。
综上所述，本发明的微小型燃气轮机实验台架相对于现有的技术效果是：本发明的微小型燃气轮机实验台架，结构简单，使用方便，可以在发动机安装时，无需调整发动机同轴度，同时，微小型燃气轮机与实验台架采用法兰连接，微小型燃气轮机与实验台架连接处属于冷端部件，安装后微小型燃气轮机呈悬臂结构，能够有效的避免发动机轴向和径向膨胀对实验台架造成的损伤。极大的降低发动机上下台时间，在发动机实验期间，大大降低工作量和用工成本。
附图说明
图1为本发明的燃气轮机实验台架立体结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。
如图1所示，本发明的微小型燃气轮机实验台架，整体呈左右对称结构，包括一基座100，基座100上布置一发动机支撑调节单元，发动机支撑调节单元包括带滑槽的底座200，焊接到底座200上的垂直支撑架300、支撑加强板500以及发动机安装板400，使用时，燃气轮机的一端固定连接在发动机安装板400上形成悬臂支撑结构。基座100的顶面上设有若干沿X方向延伸且相互平行的水平滑轨，底座200的底面上沿其宽度方向设有若干与滑轨对应的水平滑槽，通过带滑槽的底座200可以在基座100上沿着滑轨在X方向上调整，调节至工作位置后，底座200通过连接件固定在基座100上，其中，X方向为左右方向，底座200的宽度方向与Y方向一致，Y方向为前后方向。
底座200上设有8个沿X方向延伸的腰型孔，每一腰型孔中设置一连接螺栓201，底座200通过八个螺栓201固定在基座100上，腰型孔的设计方便底座200在基座100在X方向的上滑动。底座200的板面上还设有减重孔202，底座200通过其底部设置的滑槽，保证在基座100上沿X方向滑动而不发生Y方向的移动。
垂直支撑架300通过焊接沿Z方向与底座200连接，且垂直支撑架300的宽度方向布置为与底座200的宽度方向一致，Z方向为上下方向，垂直支撑架300从其顶部边缘向下延伸开设一U形缺口301，使得垂直支撑架300在其宽度方向上形成前后两个对称的支撑臂302，且每个支撑臂302的内侧面上在相同高度上分别开设一沿Y方向延伸的支撑滑槽303，且每一支撑滑槽303的顶部和底部均开设有高度调节孔，每一高度调节孔内配合设置有高度调节螺栓304，方便发动机安装板400在Z方向上调节。其中支撑滑槽303下侧的调节螺栓孔开设在一个金属块305上，金属块305通过焊接安装在支撑滑槽303的下方，通过该设计降低了支撑滑槽下方螺栓孔的开设难度。通过垂直支撑架300上的支撑滑槽303，发动机安装板400可以在Y-Z方向以及角度的调整。
支撑加强板500通过焊接与底座200和垂直支撑架300连接，主要起侧面支撑作用，防止因单侧受力对发动机支撑架造成破坏。
发动机安装板400整体为一沿Y方向延伸的条形板，其中心处设有用以对接燃气轮机的发动机安装接口401，发动机安装板400的前后两端分别设置在垂直支撑架300的两个支撑滑槽303内，使得发动机安装板400整体沿Y方向支撑在垂直支撑架300的内侧面上，且发动机安装板400与支撑滑槽303的底面之间设有用以调节发动机安装板400倾斜角度的调整垫片，且发动机安装板400在Z方向的宽度小于支撑滑槽303的宽度，设置在支撑滑槽303上下侧的高度调节孔内的高度调节螺栓304顶抵在发动机安装板400的上下边缘侧面，通过调整高度调节螺栓304在高度调节孔内的深度以调节发动机安装板400在Z方向上的高度，发动机安装板400的高度和倾斜角度调整至工作位置后，通过连接件将发动机安装板400固定连接在支撑滑槽303内。具体地，发动机安装板400通过Z方向延伸的腰型孔并使用螺栓402固定在垂直支撑架300上，因腰型孔的行程和高度调节螺栓304可以调整发动机安装板400上的发动机安装接口的高度；垂直支撑架300两侧的螺栓孔可以固定一个调节工装，通过该调节工装，可以方便的对发动机安装板400进行水平方向调节；在支撑滑槽303和发动机安装板400之间，可以通过增加调整垫片的方式来调整发动机安装板400的角度。
发动机安装板400上的发动机安装接口401具有带圆形止口的法兰边，圆形止口用于定位燃气轮机，法兰边上设有多个螺栓孔，燃气轮机的端部通过多个螺栓孔以及设置各螺栓孔中的连接螺栓固定连接在法兰边上形成悬臂支撑结构。燃气轮机通过发动机安装板400上的法兰边和止口与该实验台架连接，发动机安装板400上的止口和法兰边，通过以上步骤对该实验台架进行调整，使得该实验台架的法兰边和止口的与负载设备之间的同轴度达到规定的范围，调整结束后，发动机上实验台架只需直接与法兰边和止口对接，再用安装螺栓固定即可。实验验证通过该实验台架安装的发动机震动符合规定要求，再通过销钉403对发动机安装板400进行进一步固定，确保该实验台架在实验过程中不发生变化。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种微小型燃气轮机实验台架，包括一基座，所述基座上布置一发动机支撑调节单元，所述发动机支撑调节单元包括一底座以及设置在所述底座上的一垂直支撑架和一发动机安装板，所述燃气轮机的一端固定连接在所述发动机安装板上形成悬臂支撑结构，其特征在于：
所述基座的顶面上设有若干沿X方向延伸且相互平行的水平滑轨，所述底座的底面上沿其宽度方向设有若干与所述滑轨对应的水平滑槽，所述底座借助所述滑槽和滑轨在所述基座上进行X方向的调节，调节至工作位置后，所述底座通过连接件固定在所述基座上，其中，所述X方向为左右方向，所述底座的宽度方向与Y方向一致，所述Y方向为前后方向；
所述垂直支撑架沿Z方向固定设置在所述底座的顶面上，且所述垂直支撑架的宽度方向布置为与所述底座的宽度方向一致，所述Z方向为上下方向，所述垂直支撑架从其顶部边缘向下延伸开设一U形缺口，使得所述垂直支撑架在其宽度方向上形成前后两个对称的支撑臂，且每个所述支撑臂的内侧面上在相同高度上分别开设一沿Y方向延伸的支撑滑槽，且每一所述支撑滑槽的顶部和底部均开设有高度调节孔，每一所述高度调节孔内配合设置有高度调节螺栓；
所述发动机安装板整体为一沿Y方向延伸的条形板，其中心处设有用以对接燃气轮机的发动机安装接口，所述发动机安装板的前后两端分别设置在所述垂直支撑架的两个支撑滑槽内，使得所述发动机安装板整体沿Y方向支撑在所述垂直支撑架的内侧面上，且所述发动机安装板与所述支撑滑槽的底面之间设有用以调节所述发动机安装板倾斜角度的调整垫片，且所述发动机安装板在Z方向的宽度小于所述支撑滑槽的宽度，设置在所述支撑滑槽上下侧的高度调节孔内的高度调节螺栓顶抵在所述发动机安装板的上下边缘侧面，通过调整所述高度调节螺栓在所述高度调节孔内的深度以调节所述发动机安装板在Z方向上的高度，所述发动机安装板的高度和倾斜角度调整至工作位置后，通过连接件将所述发动机安装板固定连接在所述支撑滑槽内。
2.根据权利要求1所述的微小型燃气轮机实验台架，其特征在于，所述底座上设有多个沿X方向延伸的腰型孔，每一所述腰型孔中设置一连接螺栓，所述底座通过所述腰型孔以及设置在各所述腰型孔中的连接螺栓固定在所述基座上，所述腰型孔的设计便于所述底座在所述基座上沿X方向的微调。
3.根据权利要求2所述的微小型燃气轮机实验台架，其特征在于，所述底座的板面上设有减重孔，所述底座通过其底部设置的滑槽，保证在所述基座上沿X方向滑动而不发生Y方向的移动。
4.根据权利要求1所述的微小型燃气轮机实验台架，其特征在于，所述发动机安装板上的发动机安装接口具有带圆形止口的法兰边，所述圆形止口用于定位燃气轮机，所述法兰边上设有多个螺栓孔，所述燃气轮机的端部通过所述多个螺栓孔以及设置各螺栓孔中的连接螺栓固定连接在所述法兰边上形成悬臂支撑结构。
5.根据权利要求1所述的微小型燃气轮机实验台架，其特征在于，所述垂直支撑架通过焊接的方式固定设置在所述底座的顶面上。
6.根据权利要求1所述的微小型燃气轮机实验台架，其特征在于，至少在所述底座与所述垂直支撑架的外侧面之间设置用以支撑所述垂直支撑架的支撑加强板，防止所述垂直支撑架因单侧受力而产生变形。
7.根据权利要求6所述的微小型燃气轮机实验台架，其特征在于，在所述底座与所述垂直支撑架的内、外侧面之间均设有支撑加强板。
8.根据权利要求1所述的微小型燃气轮机实验台架，其特征在于，所述垂直支撑架的板面上设有减重孔，用于减轻整体重量。
9.根据权利要求1所述的微小型燃气轮机实验台架，其特征在于，所述垂直支撑架的板面上设有多个沿Z方向延伸的腰型孔，所述发动机安装板的高度和倾斜角度调整至工作位置后，通过设置在各腰型孔中的连接螺栓将所述发动机安装板固定连接在所述支撑滑槽内。
10.根据权利要求9所述的微小型燃气轮机实验台架，其特征在于，当所述发动机安装板完成X方向、Y方向和Z方向的调整，且安装至所述发动机安装板的燃气轮机完成实验验证后，使用销钉将所述发动机安装板固化安装在所述垂直支撑架上。
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