CN203203877U - 一种汽轮机隔板挠度试验机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽轮机隔板挠度试验机，包括：底座、工件支撑块、挠度测量装置、顶盖、压力加载装置和控制系统，工件支撑块沿半圆分布于底座上且用于支撑汽轮机隔板半分体的外环；挠度测量装置设置在底座上且用于对汽轮机隔板半分体的静叶片根部所在的半圆以及隔板汽封所在的半圆挠度进行测量；顶盖可拆装的设置在底座上并且其上设置有压力加载装置；控制系统与挠度测量装置和压力加载装置相连，用于控制压力加载装置并显示压力加载装置的压力值和挠度测量装置的挠度值。该汽轮机隔板挠度试验机可以实现对汽轮机隔板在预定载荷下的挠度值以及永久变形量的测量，从而可以检验汽轮机隔板的铸造、焊接强度是否符合设计要求。

Description

一种汽轮机隔板挠度试验机

技术领域

本实用新型涉及汽轮机制造技术领域，特别涉及一种汽轮机隔板挠度试验机。

背景技术

汽轮机隔板安装在汽缸内壁或者通过隔板套固定在汽轮机的汽缸内壁上，并可将汽轮机的内部分隔成为若干个压力段，隔板的结构如图1中所示，隔板为圆形，并且其一般是由两个完全对称的半圆对接而成，两半圆对接的部分称为中分面，隔板由外圆到中心位置一般是由外环01、静叶片02、板体03、隔板汽封04和主轴孔05组成，蒸汽通过隔板上的静叶片将势能转化成为动能，并使汽流按规定的方向流入动叶片。

隔板在工作时承受着由相邻两级的蒸汽压差产生的载荷，这些载荷可能导致汽轮机隔板在轴向上产生较大的挠度，并可能会存留有较大的残余变形；隔板在工作时产生较大的挠度会导致汽轮机内部的动、静部分碰磨，并可能导致隔板汽封处密封失效，严重危害着汽轮机的正常运行。

但是目前在汽轮机隔板生产的过程中，还没有对汽轮机隔板的挠度进行实际测试的实验装置，即使是新设计的具有新结构的汽轮机隔板，也仅仅是依靠理论计算值来确定汽轮机隔板的挠度值的大小，但是在实际工作过程中汽轮机隔板的受力状况要比理论计算时所分析的受力状况复杂的多，因此仅采用理论计算的方式来确定汽轮机隔板在实际工作中挠度值的大小其可靠性是无法保证的。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种汽轮机隔板挠度试验机，以对汽轮机隔板在出厂之前进行实际的压力载荷试验，测定实际受载情况下其挠度的大小和永久性变形的程度，以保证汽轮机隔板在实际工作过程中的可靠性。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的汽轮机隔板挠度试验机主要包括：

底座，所述底座上设置有沿半圆分布且用于支撑所述汽轮机隔板半分体外环的工件支撑块；

设置于所述底座上且位于所述工件支撑块所围成的半圆内，用于对所述汽轮机隔板半分体的静叶片根部所在的半圆以及隔板汽封所在的半圆挠度进行测量的挠度测量装置；

可拆装的设置于所述底座上的顶盖，所述顶盖上设置用于对所述汽轮机隔板半分体的进汽面加压的压力加载装置；

与所述压力加载装置和所述挠度测量装置相连且用于控制所述压力加载装置并显示所述压力加载装置的压力值和所述挠度测量装置挠度值的控制系统。

优选的，还包括设置于所述底座上且与所述工件支撑块所围成的半圆的直径重合的纵向标尺，和与所述纵向标尺垂直且过所述纵向标尺中点的横向标尺。

优选的，还包括设置于所述底座上，用于对所述汽轮机隔板半分体的直径侧进行辅助定位的中分面架，所述中分面架的定位面与所述纵向标尺平齐。

优选的，所述挠度测量装置为沿所述汽轮机隔板半分体的静叶片根部所在的半圆以及隔板汽封所在的半圆均匀分布的多个数显千分表。

优选的，所述汽轮机隔板半分体的静叶片根部所在的半圆以及隔板汽封所在的半圆分别均匀分布有三个数显千分表，且每个半圆直径的两端均设置有一个数显千分表。

优选的，所述压力加载装置包括：

与所述控制系统相连的液压缸；

设置于所述液压缸伸缩端端部的压力传导块；

与所述控制系统相连且设置于所述液压缸与所述压力传导块之间用于测量所述液压缸压力的承重传感器。

优选的，还包括设置于所述压力传导块用于与所述汽轮机隔板半分体接触的一侧的压力分分载块，所述压力分载块用于与所述汽轮机隔板相接触的一面为弹性接触面。

优选的，所述工件支撑块至少为6个，且其中两个分别用于支撑所述汽轮机隔板半分体直径两端，其余工件支撑块沿所述汽轮机隔板半分体外环所在的半圆均匀分布。

优选的，所述顶盖与所述底座螺栓连接。

由以上技术方案可以看出本实用新型所提供的汽轮机隔板挠度试验机，包括了底座、设置于底座上的工件支撑块、挠度测量装置、压力加载装置以及控制压力加载装置并显示压力加载装置的压力值和挠度测量装置的挠度值的控制系统，在进行汽轮机隔板挠度试验时，将汽轮机隔板半分体的进汽面朝上放置于工件支撑块上，并将挠度测量装置的挠度值清零，然后通过控制系统控制压力加载装置对汽轮机隔板的进汽面的设计受力位置处施加预定载荷，此时汽轮机隔板半分体的挠度值将实时的显示到控制系统上。

由此可以看出，本实用新型所提供的汽轮机隔板挠度试验机可以在汽轮机隔板出厂之前对汽轮机隔板进行具有实际载荷情况下的挠度值以及永久变形量的测量，从而可以检验汽轮机隔板的铸造、焊接强度是否符合设计要求，并可以通过实验数据对汽轮机隔板的设计及其制造工艺提出改进方案，最终保证汽轮机隔板在实际工作过程中的可靠性。

附图说明

图1为汽轮机隔板半分体的俯视示意图；

图2为图1中所示的汽轮机隔板半分体的剖视示意图；

图3为本实用新型实施例所提供的汽轮机隔板挠度试验机的机械结构部分的剖视图；

图4为本实用新型实施例所提供的汽轮机隔板挠度试验机的机械结构部分与控制系统的连接示意图；

图5为本实用新型实施例所提供的汽轮机隔板挠度试验机的底座俯视图；

图6为汽轮机隔板半分体在汽轮机隔板挠度实验机上的安装示意图；

图7为本实用新型实施例所提供的汽轮机隔板挠度试验机的挠度测量装置的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型核心目的是提供一种汽轮机隔板挠度试验机，以对汽轮机隔板在出厂之前进行实际的压力载荷试验，测定实际受载情况下其挠度的大小和永久性变形的程度，以保证汽轮机隔板在实际工作过程中的可靠性。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

首先请同时参考图1和图2，图1为汽轮机隔板半分体的俯视示意图，图2为图1中所示的汽轮机隔板半分体的剖视示意图。

汽轮机隔板一般可以沿其直径对称的分为两部分，本实用新型中将其中的每一部分称为汽轮机隔板半分体，每个汽轮机隔板半分体包括外环01、静叶片02、板体03、隔板汽封04和主轴孔05。由于汽轮机隔板的两个隔板半分体在制作过程中一般是分开制作，并且结构是完全对称的，因此在进行汽轮机隔板的挠度测量实验时仅需对其中的一个汽轮机隔板半分体进行测试即可。

本实施例中所公开的汽轮机隔板挠度试验机，用于对汽轮机隔板半分体2进行挠度测量，主要包括以下几部分：

底座4，底座4上设置有沿半圆分布的工件支撑块3，工件支撑块3用于支撑汽轮机隔板半分体2的外环01，工件支撑块3所构成的半圆形支撑面相当于汽轮机隔板配入汽缸隔板槽内的支撑面；

挠度测量装置5，挠度测量装置5设置在底座4上，并且位于工件支撑块3所围成的半圆内，挠度测量装置5用于对汽轮机隔板半分体2上的静叶片02根部所在的半圆以及隔板汽封04所在的半圆的挠度进行测量；

顶盖1，顶盖1可拆装的设置在底座4上，顶盖1上设置有用于对汽轮机隔板半分体2的进汽面加压的压力加载装置，该压力加载装置的压力加载端应设置在汽轮机隔板半分体2的理论设计受力节圆的上方，以使压力加载尽可能的接近于实际运行工况；

与压力加载装置和挠度测量装置5相连的控制系统11，该控制系统11可以控制压力加载装置载荷施加的大小和载荷施加速度并且可以显示压力加载装置的压力值和挠度测量装置5测得的挠度值。

在进行汽轮机隔板挠度试验时，将汽轮机隔板半分体2的进汽面朝上吊装放置于工件支撑块上，请参考图6，并调整挠度测量装置5，将挠度测量装置5的挠度值清零，为了保证测量结果的准确性，在进行正式测量之前，还增加了试压的步骤：将压力加载装置的压力加载值调整至试验载荷的20%，然后对汽轮机隔板半分体2进行加压，以消除汽轮机隔板半分体2与工件支撑块3之间的接触间隙，并检查挠度测量装置5和压力加载装置的工作是否正常，然后卸载并将挠度测量装置5重新置零，将压力加载装置的压力加载值调整至试验载荷，进行正式检测。通过控制系统11控制压力加载装置对汽轮机隔板的进汽面的设计受力位置（即设计受力节圆）处施加预定载荷，此时汽轮机隔板半分体2由于承受压力将产生形变，并且其挠度值将实时的显示到控制系统11的显示器上。

由此可以看出，本实施例中所提供的汽轮机隔板挠度试验机可以在汽轮机隔板出厂之前对其实际运行时的载荷进行模拟，并且测量其承受载荷情况下的挠度值以及其永久变形量，从而可以检测汽轮机隔板的铸造、焊接强度是否满足设计要求，尤其对于新设计的采用新结构的汽轮机隔板，在大批量生产之前采用本实用新型所提供的试验机进行试验所取得的数据，可以对汽轮机隔板的设计及其制造工艺提出改进方案，最终保证汽轮机隔板在实际工作过程中的可靠性。

由于在测量之前，首先需要将汽轮机隔板半分体2吊装放置于工件支撑块3上，为了保证工件支撑块3对汽轮机隔板半分体2的有效支撑，并保证压力加载装置能够将压力加载到汽轮机隔板半分体2的进汽面的设计受力位置（即设计受力节圆）上，本实施例中在底座4上设置了与上述工件支撑块3所构成的半圆的直径重合的纵向标尺12，以及与该纵向标尺12相垂直且过纵向标尺12中点的横向标尺13，在放置汽轮机隔板半分体2时，使汽轮机隔板半分体2的直径与纵向标尺12重合，汽轮机隔板半分体2的中心线与横向标尺13对正，然后缓慢下降即可实现工件支撑块3对汽轮机隔板半分体2稳定的支撑，纵向标尺12和横向标尺13与底座4之间可采用凹槽镶嵌式粘贴固定，即底座4上设置有纵向标尺12和横向标尺13的安装槽，纵向标尺12和横向标尺13放置在安装槽内并粘接固定。

纵向标尺12和横向标尺13的设置将减少汽轮机隔板半分体2与底座4上的工件支撑块3对正所需要的时间，提高了测量效率。

为了进一步优化上述实施例中的技术方案，本实施例中还在底座4上设置了中分面架6，该中分面架6主要用于对汽轮机隔板半分体2的直径侧进行辅助定位，中分面架6的定位面与纵向标尺12平齐。

在吊装放置汽轮机隔板半分体2时，仅需将汽轮机隔板半分体2的直径侧紧靠在中分面架6的定位面上即可实现汽轮机隔板半分体2直径侧对准纵向标尺12，这可以进一步减少汽轮机隔板半分体2与底座4上的工件支撑块3对正所需要的时间。

挠度测量装置5可以有多种选择，例如可以为电子式位置感应器或者千分表，本实施例中优选的采用数显千分表16，数显千分表16通过连接螺栓15设置在表座14上，表座14与底座4螺栓连接，为了保证测量结果的准确，本实施例中的汽轮机隔板半分体2的静叶片02根部所在的半圆以及汽封04所在的半圆上均匀分布有多个数显千分表16，并且数显千分表16与控制系统相连，控制系统上可显示出数显千分表16的读数，同时数显千分表16上还设置有可与电脑、打印机等设备相连的数据线接口17。

本实施例中汽轮机隔板半分体2静叶片02根部所在的半圆以及隔板汽封04所在的半圆上分别均匀分布有三个数显千分表16，并且每个半圆的直径的两端均设置有一个数显千分表16。

压力加载装置的实现形式可以有多种，例如可以采用气动压力加载装置或者液动压力加载装置，本实施例中的压力加载装置具体包括：

与控制系统相连的液压缸10；

设置在液压缸10的伸缩端的端部的压力传导块8，该压力传导块8为半圆形压力传导块；

与控制系统11相连并且设置在液压缸10与压力传导块8之间用于测量液压缸10压力的承重传感器9。

如图3中所示，压力传导块8用于将液压缸10的压力传递到汽轮机隔板半分体2的进汽面上，承重传感器9将液压缸的压力值实时的传递到控制系统11内，试验人员可以随时观测到液压缸10压力的大小，并根据挠度测量装置5所测量到的挠度值的大小对试验载荷进行相应调整。

压力传导块8与汽轮机隔板半分体2的表面直接接触可能导致汽轮机隔板表面的损坏，为了在试验过程中对汽轮机隔板半分体2进行有效的保护，本实施例中还在压力传导块8用于与汽轮机隔板半分体2接触的一侧设置了压力分载块7，压力分载块7沿汽轮机隔板的进汽面的设计受力位置（即设计受力节圆）呈半圆形分布，并且压力分载块7与汽轮机隔板半分体2相接触的一面为弹性接触面，以避免在施加载荷的过程中对汽轮机隔板半分体2的表面造成破坏。

用于支撑汽轮机隔板半分的工件支撑块3的数量越多，其支撑效果越接近于汽轮机隔板配入汽缸隔板槽的支撑效果，本实施例中的工件支撑块3的数量优选的不少于6个，并且其中的两个分别用于支撑汽轮机隔板半分体2直径的两端，其余的工件支撑块3沿汽轮机隔板半分体2外环所在的半圆均匀分布。

顶盖1与底座4可拆装的连接，其实现方式也有多种选择，例如可以采用螺栓连接或者螺纹连接。

以上对本实用新型所提供的汽轮机隔板挠度试验机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种汽轮机隔板挠度试验机，用于对汽轮机隔板半分体（2）进行挠度测量，其特征在于，包括：

底座（4），所述底座（4）上设置有沿半圆分布且用于支撑所述汽轮机隔板半分体（2）的外环（01）的工件支撑块（3）；

设置于所述底座（4）上且位于所述工件支撑块（3）所围成的半圆内，用于对所述汽轮机隔板半分体（2）的静叶片（02）根部所在的半圆以及隔板汽封（04）所在的半圆挠度进行测量的挠度测量装置（5）；

可拆装的设置于所述底座（4）上的顶盖（1），所述顶盖（1）上设置用于对所述汽轮机隔板半分体（2）的进汽面加压的压力加载装置；

与所述压力加载装置和所述挠度测量装置（5）相连且用于控制所述压力加载装置并显示所述压力加载装置的压力值和所述挠度测量装置（5）挠度值的控制系统（11）。

2.根据权利要求1所述的汽轮机隔板挠度试验机，其特征在于，还包括设置于所述底座（4）上且与所述工件支撑块（3）所围成的半圆的直径重合的纵向标尺（12），和与所述纵向标尺（12）垂直且过所述纵向标尺（12）中点的横向标尺（13）。

3.根据权利要求2所述的汽轮机隔板挠度试验机，其特征在于，还包括设置于所述底座（4）上，用于对所述汽轮机隔板半分体（2）的直径侧进行辅助定位的中分面架（6），所述中分面架（6）的定位面与所述纵向标尺（12）平齐。

4.根据权利要求1所述的汽轮机隔板挠度试验机，其特征在于，所述挠度测量装置（5）为沿所述汽轮机隔板半分体（2）的静叶片（02）根部所在的半圆以及隔板汽封（04）所在的半圆均匀分布的多个数显千分表。

5.根据权利要求4所述的汽轮机隔板挠度试验机，其特征在于，所述汽轮机隔板半分体（2）的静叶片（02）根部所在的半圆以及隔板汽封（04）所在的半圆分别均匀分布有三个数显千分表，且每个半圆直径的两端均设置有一个数显千分表。

6.根据权利要求1所述的汽轮机隔板挠度试验机，其特征在于，所述压力加载装置包括：

与所述控制系统（11）相连的液压缸（10）；

设置于所述液压缸（10）伸缩端端部的压力传导块（8）；

与所述控制系统（11）相连且设置于所述液压缸（10）与所述压力传导块（8）之间用于测量所述液压缸（10）压力的承重传感器（9）。

7.根据权利要求6所述的汽轮机隔板挠度试验机，其特征在于，还包括设置于所述压力传导块（8）用于与所述汽轮机隔板半分体（2）接触的一侧的压力分载块（7），所述压力分载块（7）用于与所述汽轮机隔板相接触的一面为弹性接触面。

8.根据权利要求1所述的汽轮机隔板挠度试验机，其特征在于，所述工件支撑块（3）至少为6个，且其中两个分别用于支撑所述汽轮机隔板半分体（2）直径两端，其余工件支撑块（3）沿所述汽轮机隔板半分体（2）外环所在的半圆均匀分布。

9.根据权利要求1所述的汽轮机隔板挠度试验机，其特征在于，所述顶盖（1）与所述底座（4）螺栓连接。

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