用于汽轮发电机组缩尺模型试验的重力效应模拟装置的制作方法

本实用新型涉及缩尺模型试验技术领域，特别涉及一种用于汽轮发电机组缩尺模型试验的重力效应模拟装置。

背景技术：

汽轮发电机组基础是汽轮发电机组的重要组成部分。弹簧隔振基础是一种常用的汽轮发电机组基础。弹簧隔振基础的结构主要包括底板、立柱和顶板，立柱和顶板之间设置有弹簧。为了保证汽轮发电机组基础的各项性能，通常采用缩尺模型试验的方法对其性能进行研究。通常情况下，缩尺模型试验会忽略重力效应对试验结果的影响。但是在某些特殊情况下，重力效应会影响最终的试验结果。例如，在弹簧隔振基础的拟动力抗震试验中，缩尺模型的重力远小于弹簧隔振基础实际的重力(包括弹簧隔振基础顶板的重力以及安装在顶板上的设备的重力)，缩尺模型上的弹簧受到的压力大幅度减小，弹簧上下防滑垫的水平摩擦力(水平摩擦力＝重力×摩擦系数)也会远小于实际的水平摩擦力，不能准确判断防滑垫的水平摩擦力是否能够抵抗由弹簧传递的水平地震力，从而影响试验结果的准确性。因此，在这种情况下，需要对弹簧隔振基础顶板以及安装在顶板上的设备的重力效应进行模拟，以使弹簧隔振基础的弹簧受到的压力作用与实际情况相符。

现有的在汽轮发电机组缩尺模型试验过程中，对弹簧隔振基础顶板以及安装在顶板上的设备的重力效应进行模拟的方法为人工旋转施加重力，在弹簧隔振基础的底板和顶板横梁上分别固定一根螺杆，两根螺杆的螺纹方向相反，两根螺杆之间通过具有内螺纹的套筒连接，通过人工旋转螺杆的方式提供竖向预紧力，来模拟作用在弹簧隔振基础的弹簧上的重力效应。

在实现本实用新型的过程中，设计人发现现有技术至少存在以下问题：现有的人工旋转施加重力的方法不能准确控制力的大小，并且当汽轮发电机组的重力较大时，人工操作并不能达到所需的重力。此外，人工操作存在安全隐患。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种能够准确模拟重力效应并且操作安全的用于汽轮发电机组缩尺模型试验的重力效应模拟装置。

具体而言，包括以下的技术方案：

本实用新型实施例提供一种用于汽轮发电机组缩尺模型试验的重力效应模拟装置，该重力效应模拟装置包括：控制单元以及至少一组预紧单元；

每组所述预紧单元包括：液压千斤顶以及牵引部件；

所述液压千斤顶的底座固定在汽轮发电机组基础的底板上；

所述牵引部件的一端与所述液压千斤顶的活塞杆连接，所述牵引部件的另一端固定在所述汽轮发电机组基础的顶板横梁上；

所述液压千斤顶与所述控制单元电连接，所述控制单元用于控制所述液压千斤顶所施加的力的大小。

进一步地，所述重力效应模拟装置还包括：力传感器；所述力传感器安装在所述液压千斤顶的活塞杆上并且与所述控制单元电连接。

具体地，所述牵引部件包括：链条以及吊装带；所述链条的一端与所述液压千斤顶的活塞杆连接，所述链条的另一端与所述吊装带连接；所述吊装带的一端与所述链条连接，所述吊装带的另一端绕过所述汽轮发电机组基础的顶板横梁后与所述链条连接。

具体地，所述液压千斤顶的活塞杆上固定有第一吊环，所述链条通过所述第一吊环与所述液压千斤顶的活塞杆连接。

具体地，所述吊装带上固定有第二吊环，所述第二吊环和所述链条之间通过蝴蝶扣连接。

具体地，所述链条的材质为钢。

具体地，所述液压千斤顶的底座通过预埋件固定在所述汽轮发电机组基础的底板上。

具体地，所述重力效应模拟装置包括14组所述预紧单元。

本实用新型实施例提供的技术方案的有益效果是：

本实用新型实施例提供的重力效应模拟装置中，设置有至少一组预紧单元，每一组预紧单元中包括液压千斤顶和牵引部件，液压千斤顶固定在汽轮发电机组基础的底板上，牵引部件的一端和液压千斤顶连接，另一端固定在汽轮发电机组基础的顶板横梁上。液压千斤顶用于提供竖向预紧力，牵引部件用于传递由液压千斤顶提供的竖向预紧力，通过控制单元控制液压千斤顶所施加的力的大小来模拟汽轮发电机组基础顶板以及安装在顶板上的设备的重力效应。由于是通过液压千斤顶来控制力的大小，因此与现有的依靠人工旋转螺杆施加重力的方式相比，本实用新型实施例提供的重力效应模拟装置对重力效应的模拟准确度更高，并且能够提供较大的力，满足重力较大的汽轮机组的需求。此外，本实用新型实施例提供的重力效应模拟装置是通过控制单元来控制液压千斤顶，工作人员不需要进入汽轮发电机组基础缩尺模型内部进行操作，操作更加安全。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的重力效应模拟装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的重力效应模拟装置的安装示意图；

图3为图2的俯视图。

图中的附图标记分别表示：

100-预紧单元；

1-液压千斤顶；11-底座；12-油缸；

2-力传感器；

3-牵引部件；31-第一吊环；32-链条；33-蝴蝶扣；34-第二吊环；35-吊装带；

40-汽轮发电机组基础的底板；

50-汽轮发电机组基础的顶板横梁。

具体实施方式

为使本实用新型的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

本实用新型实施例提供了一种用于汽轮发电机组缩尺模型试验的重力效应模拟装置，参见图1，该重力效应模拟装置包括：控制单元以及至少一组预紧单元100。

其中，每组预紧单元100包括：液压千斤顶1以及牵引部件3。

液压千斤顶1的底座11固定在汽轮发电机组基础的底板40上。

牵引部件3的一端与液压千斤顶1的活塞杆连接，牵引部件3的另一端固定在汽轮发电机组基础的顶板横梁50上。

液压千斤顶1与控制单元电连接，控制单元用于控制液压千斤顶1所施加的力的大小。

本实用新型实施例提供的重力效应模拟装置中，设置有至少一组预紧单元100，每一组预紧单元100中包括液压千斤顶1和牵引部件3。其中，液压千斤顶1包括底座11、拉压式油缸12以及活塞杆等部件。将液压千斤顶1的底座11固定在汽轮发电机组基础的底板40上，从而将液压千斤顶1固定在汽轮发电机组基础的底板40上来提供竖向重力。同时，牵引部件3的一端和液压千斤顶1的活塞杆连接，另一端固定在汽轮发电机组基础的顶板横梁50上，以此来传递竖向重力。通过控制单元控制液压千斤顶1的活塞杆的伸缩来控制其所施加的力的大小，来模拟汽轮发电机组的重力效应，例如弹簧隔振基础的弹簧受到的顶板以及安装在顶板上的设备的重力效应。

由于是通过液压千斤顶来控制力的大小，因此与现有的依靠人工旋转螺杆施加重力的方式相比，本实用新型实施例提供的重力效应模拟装置对重力效应的模拟准确度更高，并且能够提供较大的力，满足重力较大的汽轮发电机组的需求。此外，本实用新型实施例提供的重力效应模拟装置是通过控制单元来控制液压千斤顶，工作人员不需要进入汽轮发电机组基础缩尺模型内部进行操作，操作更加安全。

进一步地，参见图1，本实用新型实施例提供的重力效应模拟装置还包括：力传感器2。力传感器2安装在液压千斤顶1的活塞杆上并且与控制单元电连接。力传感器2检测液压千斤顶1提供的力的大小，并将检测结果传输至控制单元，控制单元再根据力传感器2传输的数据对液压千斤顶1提供的力的大小进行调整。

进一步地，参见图1，本实用新型实施例提供的重力效应模拟装置中，牵引部件3的具体实现方式可以为：包括相互连接的链条32以及吊装带35。其中，链条32的一端与液压千斤顶1的活塞杆连接，链条32的另一端与吊装带35连接。吊装带35通常采用合成纤维制作，具有强度高、耐磨损、质地柔软等优点。吊装带35的一端与链条32连接，吊装带35的另一端绕过汽轮发电机组基础的顶板横梁50后与链条32连接。即吊装带35两端连接形成环形并套在汽轮发电机组基础的顶板横梁50上。

采用上述链条+吊装带的方式传递竖向重力，能够有效减小水平方向的刚度，使得本实用新型实施例提供的重力效应模拟装置在使用时对汽轮发电机组基础缩尺模型的水平刚度的影响可以忽略不计，实现了水平方向低刚度预紧效果。

本领域技术人员也可以采用其他形式的牵引部件3来传递竖向重力，例如仅采用吊装带或者仅采用链条等。

本实用新型实施例中，链条32与液压千斤顶1的活塞杆连接的方式可以为：在液压千斤顶1的活塞杆的端部固定有第一吊环31，链条32通过第一吊环31与液压千斤顶1的活塞杆连接。吊装带35与链条32连接的方式可以为：在吊装带35上固定第二吊环34，第二吊环34和链条32之间通过蝴蝶扣33连接。第二吊环34可以为U型吊环。

本实用新型实施例中，链条32可以为钢制链条，钢制链条的强度更高，能够承受较大的作用力。

进一步地，在汽轮发电机组基础制造时，通常会在底板40上设置预埋件，例如预埋螺栓等。因此，在本实用新型实施例中，可以利用上述预埋件将液压千斤顶1的底座11固定在汽轮发电机组基础的底板40上。

进一步地，本实用新型实施例提供的重力效应模拟装置中，预紧单元100的数量可以根据每个液压千斤顶1能够提供的力的大小、汽轮发电机组的重力等因素确定，例如可以为14个。同时，由于汽轮发电机组的顶板的重量并不是均匀分布的，因此，可以按照汽轮发电机组的顶板的重量来布置每组预紧单元100的位置，参见图2和图3，即在顶板重量较重的部位布置数量较多的预紧单元100，在顶板重量较轻的部位布置数量较少的预紧单元100，以使重力效应模拟结果更加符合实际。

进一步地，本实用新型实施例提供的重力效应模拟装置中，控制单元可以为计算机或者伺服控制设备等。

综上，本实用新型实施例提供了一种用于汽轮发电机组缩尺模型试验的重力效应模拟装置。该装置中，采用液压千斤顶提供竖向重力，能够提供较大数值的竖向重力，增加了重力效应模拟的规模。由于是通过控制单元控制液压千斤顶力的大小，因此使力的大小的控制更加准确、可靠。采用链条+吊装带的方式传递竖向重力，实现了水平方向低刚度预紧。并且，在进行重力效应模拟时，工作人员不需要进入汽轮发电机组基础缩尺模型内部进行操作，从而保证工作人员的安全。

以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本实用新型的技术方案，并不用以限制本实用新型。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。