立轴式抽蓄水力机组轴承仿真试验台的制作方法
【专利摘要】一种立轴式抽蓄水力机组轴承仿真试验台，其特征是：包括旋转轴系（104）、试验台上机架（101）、试验台下机架（103）、试验台水导机架（105）、试验台稳定箱体（106）和试验台加载装置（102），其中试验台上机架（101）、试验台下机架（103）、试验台水导机架（105）和试验台稳定箱体（106）按顺序从上至下、且相互之间留有空间地通过12根长螺栓连接在一起；旋转轴系的上导与推力轴承（1）与试验台上机架连接、下导及加载轴承与试验台下机架连接、水导轴承（7）与试验台水导机架连接、转轮（9）与变频电动机连接，变频电动机固定在试验台稳定箱体上。本装置的发明，使深度调峰工况下抽蓄机组的轴瓦运行机理及磨损预测的研究有了简洁、方便的仿真对象。
【专利说明】立轴式抽蓄水力机组轴承仿真试验台
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种仿真试验装置，尤其是涉及一种进行立轴式抽蓄水力机组轴系/轴承运行机理仿真研究的装置，更具体地说是一种用于轴瓦式油润滑的立轴式机组的轴承运行机理研究/轴瓦磨损预测研究和仿真轴系部分故障运行的仿真试验装置。
【背景技术】
[0002]抽蓄水力机组由于水头扬程高，转速高，并且多用于调峰、调相，因而运行方式复杂、工况多，机组轴瓦的运行环境恶劣，尤其在机组深度调峰过程中，机组的推力瓦、导瓦非常容易磨损，甚至时有发生烧瓦现象。为避免此类现象发生，就要对此进行研究，研究的最好方式之一是进行仿真研究。但现有技术中，还没有一种可以用于轴瓦式油润滑的立轴式机组的轴承运行机理研究/轴瓦磨损预测研究和仿真轴系部分故障运行的仿真试验装置。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题，就是提供一种立轴式抽蓄水力机组轴承仿真试验台，用于仿真立轴式抽蓄水力机组在不同工况、不同运行方式下机组轴承的运行机理及轴瓦磨损的时间历程和轴系部分故障运行的研究。
[0004]解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案:
[0005]一种立轴式抽蓄水力机组轴承仿真试验台，其特征是:包括旋转轴系104、试验台上机架101、试验台下机架103、试验台水导机架105、试验台稳定箱体106和试验台加载装置102，其中试验台上机架101、试验台下机架103、试验台水导机架105和试验台稳定箱体106按顺序从上至下、且相互之间留有空间地通过12根长螺栓连接在一起；所述的旋转轴系自上而下依次包括上导与推力轴承1、推力连接轴2、发电机/电动机转子3、下导及加载轴承4、下端轴5、连接轴6、水导轴承7、水导轴8和转轮9九个部分，相邻两个部件采用螺栓连接；
[0006]所述的旋转轴系的上导与推力轴承I与试验台上机架连接、下导及加载轴承与试验台下机架连接、水导轴承7与试验台水导机架连接、转轮9与变频电动机连接，变频电动机固定在试验台稳定箱体上。
[0007]上导、推力镜版，与上机架里的上导、推力瓦通过油膜接触，下面的下导、水导与此相同。
[0008]所述的试验台上机架、试验台下机架、试验台水导机架和试验台稳定箱体相互之间留有空间是通过12个分别套在所述12个长螺栓的套筒分隔开来。
[0009]所述的试验台上机架结构为:具有上下面板的框架式圆盘，包括上机架油箱上密封板10、上导瓦安装板11、上机架支撑板14、12个上机架套筒15、6个上机架加强肋板16、推力瓦安装板18、上机架油箱外侧面密封板17、上机架油箱内侧面板21和加载器安装架22，所述的12个上机架套筒15、6个上机架加强肋板16和上机架油箱外侧面密封板17的上端垂直焊接在上机架支撑板14上、下端垂直焊接在推力瓦安装板18上；上导瓦安装板11的上端通过12个螺栓与上机架支撑板14连接，上导瓦安装板11的下端嵌入到推力瓦安装板18的槽里；加载安装架22通过12个螺栓与推力瓦安装板18连接，固定试验台加载装置中的换力器49于试验台上机架上；上导瓦安装板11上均匀分布着12个上导瓦定位孔12，每个上导瓦通过上导瓦定位孔12定位于上导瓦安装板11上，通过4个螺栓安装在上导瓦安装孔13上；推力瓦安装板18上均匀分布着12个推力瓦定位孔19，每个推力瓦通过推力瓦定位孔19定位于推力瓦安装板18上，通过4个螺栓安装在推力瓦安装孔20上。
[0010]所述的试验台下机架结构为:具有上下面板的框架式圆盘，包括下机架油箱上密封板23、下导瓦安装板24、加载器导向板25、下机架上支撑板26、12个下机架套筒27、6个下机架加强肋板28、下机架油箱外侧面密封板29、下机架油箱内侧密封板30和下机架下支撑板33，所述的12个下机架套筒27、6个下机架加强肋板28和下机架油箱外侧面密封板29的上端垂直焊接在下机架上支撑板26上、下端垂直焊接在下机架下支撑板33上；加载器导向板25通过12个螺栓固定在下机架上支撑板26上；下导瓦安装板24通过12个螺栓固定在加载器导向板25上；下导瓦安装板24上均匀分布着12个下导瓦定位孔31，每个下导瓦通过下导瓦定位孔31定位于下导瓦安装板24上，通过4个螺栓安装在下导瓦安装孔32上。
[0011]所述的试验台水导机架结构为:具有上下面板的框架式圆盘，包括水导机架油箱上密封板34、水导瓦安装板35、水导机架上支撑板36、12个水导机架套筒37、6个水导机架加强肋板38、水导机架油箱外侧面密封板39、水导机架油箱内侧密封板40和水导机架下支撑板43组成，所述的12个水导机架套筒37、6个水导机架加强肋板38和水导机架油箱外侧面密封板39的上端垂直焊接在水导机架上支撑板36上，其下端垂直焊接在水导机架下支撑板43上；水导瓦安装板35上端通过12个螺栓固定在水导机架上支撑板36上，下端嵌入在水导机架下支撑板43的槽里；水导瓦安装板35上均匀分布着12个水导瓦定位孔41，每个水导瓦通过水导瓦定位孔41定位于水导瓦安装板35上，通过4个螺栓安装在水导瓦安装孔42上。
[0012]所述的试验台稳定箱体结构为:具有上下面板的框架式圆盘，包括稳定箱体上盖板44、12个稳定箱体套筒45、稳定箱体外围板46、稳定箱体分隔板47和稳定箱体下盖板48组成，所述的12个稳定箱体套筒45、稳定箱体外围板46、稳定箱体分隔板47的上端与稳定箱体上盖板44垂直焊接在一起、下端与稳定箱体下盖板48焊接在一起。
[0013]所述的试验台加载装置是由:换力器49、传力杆50各12个组成，每个换力器49是被试验台上机架中的加载器安装架22固定住，每个传力杆50的上端通过试验台上机架中的加载器安装架22固定(通过弹性螺栓固定，可以有一定位移的的轴向移动)，与换力器49的移动柱头自由接触，下端通过位于试验台下机架的加载器导向板25，与位于加载器安装架22下面槽中的加载瓦安装板自由接触，并对应到安装于加载瓦安装板上的加载瓦。
[0014]所述的试验台上导瓦是一个横断面为扇形的柱状体机构，其工作面为这个柱状体结构的内侧圆柱面的上导瓦巴氏合金层54，每个独立的上导瓦巴氏合金层54都是在高温下喷涂到柱状瓦胚内侧并经磨削加工而成的圆柱面,在瓦体外侧圆柱面的四角处加工有4个上导瓦安装螺孔51、中心处加工有上导瓦安装台56和上导瓦定位孔55 ;共有12个独立的上导瓦，其中三个设计有上导瓦温度传感器孔52、上导瓦压力传感器孔53 ;每个上导瓦均通过上导瓦定位孔55，定位在试验台上机架上的上导瓦安装板11上，并将4个螺栓穿过试验台上机架的上导瓦安装板11上的上导瓦安装孔13栓紧在上导瓦安装螺孔51中。
[0015]所述的试验台推力瓦是一个横断面为扇形的柱状体机构，其工作面为这个的扇形上柱面的推力瓦巴氏合金层60，每个独立的推力瓦巴氏合金层60都是在高温下喷涂到柱状体结构的扇形上柱面并经磨削加工而成，在这个柱状体机构的下柱面的四角处加工有4个推力瓦安装螺孔57、中心处加工有推力瓦安装台62和推力瓦定位孔61，共有12个独立瓦体，其中三个设计有推力瓦温度传感器孔58、推力瓦压力传感器孔59。每个推力瓦均通过推力瓦定位孔61，定位在试验台上机架上的推力瓦安装板18上，并将4个螺栓穿过试验台上机架的推力瓦安装板18上的推力瓦定位孔19栓紧在推力瓦安装螺孔57中。
[0016]所述的试验台下导瓦是一个横断面为扇形的柱状体机构，其工作面为这个柱状体结构的内侧圆柱面的下导瓦巴氏合金层66，每个独立的下导瓦巴氏合金层55都是在高温下喷涂到柱状瓦胚内侧并经磨削加工而成的圆柱面,在瓦体外侧圆柱面的四角处加工有4个下导瓦安装螺孔63、中心处加工有下导瓦安装台68和下导瓦定位孔67，共有12个独立瓦体，其中三个设计有下导瓦温度传感器孔64、下导瓦压力传感器孔65。每个下导瓦均通过下导瓦定位孔67，定位在试验台下机架上的下导瓦安装板24上，并将4个螺栓穿过试验台下机架的下导瓦安装板24上的下导瓦定位孔31栓紧在下导瓦安装螺孔63中。
[0017]所述的试验台水导瓦是一个横断面为扇形的柱状体机构，其工作面为这个柱状体结构的内侧圆柱面的水导瓦巴氏合金层72，每个独立的水导瓦巴氏合金层72都是在高温下喷涂到柱状瓦胚内侧并经磨削加工而成的圆柱面,在瓦体外侧圆柱面的四角处加工有4个水导瓦安装螺孔69、中心处加工有水导瓦安装台74和水导瓦定位孔73，共有12个独立瓦体，其中三个设计有水导瓦温度传感器孔70、水导瓦压力传感器孔71。每个水导瓦均通过水导瓦定位孔73，定位在试验台水导机架上的水导瓦安装板35上，并将4个螺栓穿过试验台水导机架的水导瓦安装板35栓紧在水导瓦安装螺孔69中。
[0018]所述的试验台加载瓦安装板是一个圆环形的柱状钢板，上面分布着12对加载瓦安装板固定孔75，用24个螺栓通过加载瓦安装板固定孔75固定在试验台下机架的加载器导向板25的下面槽中；12个加载瓦安装板加载瓦定位孔76，与加载瓦上的加载瓦定位孔80对应定位；12X4个加载瓦安装板加载瓦安装孔77与加载瓦上的加载瓦定位孔78对应，通过螺栓连接。
[0019]所述的试验台加载瓦是一个横断面为扇形的柱状体机构，其工作面为这个的扇形上柱面的推力瓦巴氏合金层79，每个独立的推力瓦巴氏合金层79都是在高温下喷涂到柱状体结构的扇形上柱面并经磨削加工而成，在这个柱状体机构的下柱面的四角处加工有4个加载瓦安装螺孔78、中心处加工有加载瓦安装台81和加载瓦定位孔80，共有12个独立瓦体，每个加载瓦均通过加载瓦定位孔80，与加载瓦安装板上的加载瓦安装板加载瓦定位孔76对应定位，并将4个螺栓穿过试验台加载瓦安装板上加载瓦安装板加载瓦安装孔77栓紧。
[0020]所述的模型与原型径向尺寸比1:3，推力轴承面积比:3:100,导轴承面积比:1:20。
[0021]其工作原理是:
[0022]利用变频电动机拖动立轴式抽蓄水力机组轴承仿真试验台旋转轴系作变转速旋转，通过加载施力系统营造推力轴承的轴向荷载运行环境，仿真推力轴承推力瓦与推力镜板间油膜的运行机理，通过改变电动机转速、加载施力系统的加载力等参数，仿真推力轴承的磨损试验；通过移动脉动加载器分别在转轮、发电机/电动机转子处的加载，仿真导轴承上导与推力轴承1、下导及加载轴承4、水导轴承7的运行环境；通过在发电机/电动机转子3和轮处9处增加平衡块，仿真轴系的质量不对中故障，通过改变连接轴6与下端轴5、水导轴承7、水导轴8的连接位置，仿真轴系的不对中故障等。通过相关的传感器，测量出不同环境下的轴瓦、轴镜板之间油膜的厚度、压力场、温度场、流速场，轴系的振幅、频率等的变化，修正并验证理论研究的成果。
[0023]由于不考虑机组的扭振，本试验台旋转轴系模型与原型几何尺寸采用1:10 ;设计；为保证轴承的线速度、压强等参数与原型相同，轴承设计采用非正则设计:模型与原型径向尺寸比1:3,推力轴承面积比:3:100,导轴承面积比:1:20。
[0024]有益效果:本装置的发明，使深度调峰工况下抽蓄机组的轴瓦运行机理及磨损预测的研究有了简洁、方便的仿真对象。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图la立轴式抽蓄水力机组轴承仿真试验台主视图(左视图与正视图完全一样);
[0026]图lb为图la的俯视图；
[0027]图2a旋转轴系组成和连接主视图(左视图与正视图完全一样);
[0028]图2b为图2b的俯视图；
[0029]图3a试验台上机架结构示意图；
[0030]图3b为图3a的俯视图；
[0031]图3c为图3a的仰视图；
[0032]图4a试验台下机架结构示意图；
[0033]图4b为图4a的俯视图；
[0034]图4c为图4a的仰视图；
[0035]图5a试验台水导机架结构示意图；
[0036]图5b为图5a的俯视图；
[0037]图5c为图5a的仰视图；
[0038]图6a试验台稳定箱体结构示意图；
[0039]图6b为图6a的俯视图；
[0040]图7a试验台加载装置结构示意图(左视图与正视图完全一样);
[0041 ]图7b为图7a的俯视图；
[0042]图7c为图7a的仰视图；
[0043]图8a上导瓦结构主视图；
[0044]图8b上导瓦结构附视图；
[0045]图9a推力瓦结构主视图；
[0046]图9b推力瓦结构附视图；
[0047]图10a下导瓦结构主视图；
[0048]图10b下导瓦结构附视图；
[0049]图11a水导瓦结构主视图；[0050]图1lb水导瓦结构附视图；
[0051]图12加载安装板俯视图；
[0052]图13a加载瓦结构附视图；
[0053]图13b加载瓦结构主视图。
[0054]附图标记:
[0055]101-上机架，102-加载器，103-下机架，104-旋转轴系，105-水导机架，106-稳定箱体；
[0056]1-上导与推力轴承，2-推力连接轴，3-发电机/电动机转子，4-下导及加载轴承，5-下端轴，6-连接轴，7-水导轴承，8-水导轴，9-转轮；
[0057]10-上机架油箱上密封板，11-上导瓦安装板，12-上导瓦定位孔，13-上导瓦安装孔，14-上机架支撑板，15-上机架套筒，16-上机架加强肋板，17-上机架油箱外侧面密封板,18-推力瓦安装板,19-推力瓦定位孔；
[0058]20-推力瓦安装孔，21-上机架油箱内侧面板，22-加载器安装架，23-下机架油箱上密封板，24-下导瓦安装板，25-加载器导向板，26-下机架上支撑板，27-下机架套筒，28-下机架加强肋板，29-下机架油箱外侧面密封板；
[0059]30-下机架油箱内侧面密封板，31-下导瓦定位孔，32-下导瓦安装孔，33-下机架下支撑板，34-水导机架油箱上密封板，35-水导瓦安装板，36-水导机架上支撑板，37-水导机架套筒，38-水导机架加强筋板，39-水导机架油箱外侧面密封板；
[0060]40-水导机架油箱内侧面密封板，41-水导瓦定位孔，42-水导瓦安装孔，43-水导机架下支撑板，44-稳定箱体上盖板，45-稳定箱体套筒，46-稳定箱体外围板，47-稳定箱体分隔板，48-稳定箱体下盖板，49-换力器；
[0061]50-传力杆,51-上导瓦安装螺孔,52-上导瓦温度传感器孔,53-上导瓦压力传感器孔，54-上导瓦巴士合金层，55-上导瓦定位孔，56-上导瓦安装台，57-推力瓦安装螺孔，58-推力瓦温度传感器孔，59-推力瓦压力传感器孔；
[0062]60-推力瓦巴氏合金层，61-推力瓦定位孔，62-推力瓦安装台，63-下导瓦安装螺孔，64-下导瓦温度传感器孔,65-下导瓦压力传感器孔,66-下导瓦巴氏合金层,67-下导瓦定位孔，68-下导瓦安装台，69-水导瓦安装螺孔；
[0063]70-水导瓦温度传感器孔,71-水导瓦压力传感器孔,72-水导瓦巴氏合金层，73-水导瓦定位孔,74-水导瓦安装台，75-加载瓦安装板固定孔,76-加载瓦安装板加载瓦定位孔，77-加载瓦安装板加载瓦安装孔，78-加载瓦安装螺孔，79-加载瓦巴氏合金层；
[0064]80-加载瓦定位孔,81-加载瓦安装台。
【具体实施方式】
[0065]参见图la、图1b和图2a、图2b，本发明的立轴式抽蓄水力机组轴承仿真试验台实施例，包括旋转轴系1、试验台上机架101、试验台下机架103、试验台水导机架105、试验台稳定箱体106和试验台加载装置102，其中试验台上机架、试验台下机架、试验台水导机架和试验台稳定箱体按顺序从上至下且相互之间留有空间地通过多跟贯通的长螺栓连接在一起。
[0066]旋转轴系自上而下依次包括上导与推力轴承1、推力连接轴2、发电机/电动机转子3和下导及加载轴承4、下端轴5、连接轴6、水导轴承7、水导轴8和转轮9九个部分，相邻两个部分采用螺栓连接；
[0067]所述的旋转轴系的上导与推力轴承1与试验台上机架101连接、下导及加载轴承4与试验台下机架103连接、水导轴承7与试验台水导机架105连接、转轮9与变频电动机连接，变频电动机固定在试验台稳定箱体上。
[0068]试验台上机架(参见图3a、图3b和图3c)结构为:具有上下面板的框架式圆盘，中间开有圆孔，组成:上机架油箱上密封板10、上导瓦安装板11、上机架支撑板14、12个上机架套筒15、6个上机架加强肋板16、推力瓦安装板18、上机架油箱外侧面密封板17、上机架油箱内侧面板21和加载器安装架22组成；均布的12个上机架套筒15、6个上机架加强肋板16和上机架油箱外侧面密封板17的上端垂直焊接在上机架支撑板14上，其下端垂直焊接在推力瓦安装板18上；上导瓦安装板11的上端通过12个螺栓与上机架支撑板14连接，上导瓦安装板11的下端嵌入到推力瓦安装板18的槽里；加载安装架通过12个螺栓与推力瓦安装板18连接，固定试验台加载装置(参见图7)中的换力器49于试验台上机架(参见图3)上；上导瓦安装板11上均匀分布着12个上导瓦定位孔12，每个上导瓦(参见图8)通过上导瓦定位孔12定位于上导瓦安装板11上，通过4个螺栓安装在上导瓦安装孔13上；推力瓦安装板18上均匀分布着12个推力瓦定位孔19，每个推力瓦(参见图9)通过推力瓦定位孔19定位于推力瓦安装板18上，通过4个螺栓安装在推力瓦安装孔20上。
[0069]试验台下机架(参见图4a、图4b和图4c)是由:下机架油箱上密封板23、下导瓦安装板24、加载器导向板25、下机架上支撑板26、12个下机架套筒27、6个下机架加强肋板28、下机架油箱外侧面密封板29、下机架油箱内侧密封板30和下机架下支撑板33组成，均布的12个下机架套筒27、6个下机架加强肋板28和下机架油箱外侧面密封板29的上端垂直焊接在下机架上支撑板26上，其下端垂直焊接在下机架下支撑板33上；加载器导向板25通过12个螺栓固定在下机架上支撑板26上；下导瓦安装板24通过12个螺栓固定在加载器导向板25上；下导瓦安装板24上均匀分布着12个下导瓦定位孔31，每个下导瓦(参见图10)通过下导瓦定位孔31定位于下导瓦安装板24上，通过4个螺栓安装在下导瓦安装孔32上。
[0070]试验台水导机架(参见图5)是由:水导机架油箱上密封板34、水导瓦安装板35、水导机架上支撑板36、12个水导机架套筒37、6个水导机架加强肋板38、水导机架油箱外侧面密封板39、水导机架油箱内侧密封板40和水导机架下支撑板43组成，12个水导机架套筒37、6个水导机架加强肋板38和水导机架油箱外侧面密封板39的上端垂直焊接在水导机架上支撑板36上，其下端垂直焊接在水导机架下支撑板43上；水导瓦安装板35上端通过12个螺栓固定在水导机架上支撑板36上，下端嵌入在水导机架下支撑板43的槽里；水导瓦安装板35上均匀分布着12个水导瓦定位孔41，每个水导瓦(参见图11)通过水导瓦定位孔41定位于水导瓦安装板35上，通过4个螺栓安装在水导瓦安装孔42上。
[0071]试验台稳定箱体(参见图6)是由:稳定箱体上盖板44、稳定箱体套筒45、稳定箱体外围板46、稳定箱体分隔板47和稳定箱体下盖板48组成，12个稳定箱体套筒45、稳定箱体外围板46、稳定箱体分隔板47的上端与稳定箱体上盖板44垂直焊接在一起，其下端与稳定箱体下盖板48焊接在一起。
[0072]试验台加载装置(参见图7)是由:换力器49、传力杆50各12个组成，每个换力器49是被试验台上机架(参见图3)中的加载器安装架22固定住，每个传力杆50的上端通过试验台上机架(参见图3)中的加载器安装架22固定，与换力器49的移动柱头自由接触，下端通过位于试验台下机架(参见图4)的加载器导向板25，与位于加载器安装架22下面槽中的加载瓦安装板(参见图12)自由接触，并对应到安装于加载瓦安装板(参见图12)上的加载瓦(参见图13)。
[0073]试验台上导瓦(参见图8)是一个横断面为扇形的柱状体机构，其工作面为这个柱状体结构的内侧圆柱面的上导瓦巴氏合金层54，每个独立的上导瓦巴氏合金层54都是在高温下喷涂到柱状瓦胚内侧并经磨削加工而成的圆柱面，在瓦体外侧圆柱面的四角处加工有4个上导瓦安装螺孔51、中心处加工有上导瓦安装台56和上导瓦定位孔55，共有12个独立瓦体，其中三个设计有上导瓦温度传感器孔52、上导瓦压力传感器孔53。每个上导瓦均通过上导瓦定位孔55，定位在试验台上机架(参见图3)上的上导瓦安装板11上，并将4个螺栓穿过试验台上机架(参见图3)的上导瓦安装板11上的上导瓦安装孔13栓紧在上导瓦安装螺孔51中。
[0074]试验台推力瓦(参见图9)是一个横断面为扇形的柱状体机构，其工作面为这个的扇形上柱面的推力瓦巴氏合金层60，每个独立的推力瓦巴氏合金层60都是在高温下喷涂到柱状体结构的扇形上柱面并经磨削加工而成，在这个柱状体机构的下柱面的四角处加工有4个推力瓦安装螺孔57、中心处加工有推力瓦安装台62和推力瓦定位孔61，共有12个独立瓦体，其中三个设计有推力瓦温度传感器孔58、推力瓦压力传感器孔59。每个推力瓦均通过推力瓦定位孔61，定位在试验台上机架(参见图3)上的推力瓦安装板18上，并将4个螺栓穿过试验台上机架参见图3的推力瓦安装板18上的推力瓦定位孔19栓紧在推力瓦安装螺孔57中。
[0075]试验台下导瓦(参见图10)是一个横断面为扇形的柱状体机构，其工作面为这个柱状体结构的内侧圆柱面的下导瓦巴氏合金层66，每个独立的下导瓦巴氏合金层55都是在高温下喷涂到柱状瓦胚内侧并经磨削加工而成的圆柱面，在瓦体外侧圆柱面的四角处加工有4个下导瓦安装螺孔63、中心处加工有下导瓦安装台68和下导瓦定位孔67，共有12个独立瓦体，其中三个设计有下导瓦温度传感器孔64、下导瓦压力传感器孔65。每个下导瓦均通过下导瓦定位孔67，定位在试验台下机架(参见图4)上的下导瓦安装板24上，并将4个螺栓穿过试验台下机架参见图4的下导瓦安装板24上的下导瓦定位孔31栓紧在下导瓦安装螺孔63中。
[0076]试验台水导瓦(参见图11)是一个横断面为扇形的柱状体机构，其工作面为这个柱状体结构的内侧圆柱面的水导瓦巴氏合金层72，每个独立的水导瓦巴氏合金层72都是在高温下喷涂到柱状瓦胚内侧并经磨削加工而成的圆柱面，在瓦体外侧圆柱面的四角处加工有4个水导瓦安装螺孔69、中心处加工有水导瓦安装台74和水导瓦定位孔73，共有12个独立瓦体，其中三个设计有水导瓦温度传感器孔70、水导瓦压力传感器孔71。每个水导瓦均通过水导瓦定位孔73，定位在试验台水导机架(参见图5)上的水导瓦安装板35上，并将4个螺栓穿过试验台水导机架(参见图5)的水导瓦安装板35栓紧在水导瓦安装螺孔69中。
[0077]试验台加载瓦安装板(参见图12)是一个圆环形的柱状钢板，上面分布着12对加载瓦安装板固定孔75，用24个螺栓通过加载瓦安装板固定孔75固定在试验台下机架(参见图4)的加载器导向板25的下面槽中；12个加载瓦安装板加载瓦定位孔76，与加载瓦(参见图13)上的加载瓦定位孔80对应定位；12X4个加载瓦安装板加载瓦安装孔77与加载瓦(参见图13)上的加载瓦定位孔78对应，通过螺栓连接。
[0078]试验台加载瓦(参见图13)是一个横断面为扇形的柱状体机构，其工作面为这个的扇形上柱面的推力瓦巴氏合金层79，每个独立的推力瓦巴氏合金层79都是在高温下喷涂到柱状体结构的扇形上柱面并经磨削加工而成，在这个柱状体机构的下柱面的四角处加工有4个加载瓦安装螺孔78、中心处加工有加载瓦安装台81和加载瓦定位孔80，共有12个独立瓦体，每个加载瓦均通过加载瓦定位孔80，与加载瓦安装板(参见图12)上的加载瓦安装板加载瓦定位孔76对应定位，并将4个螺栓穿过试验台加载瓦安装板(参见图12)上加载瓦安装板加载瓦安装孔77栓紧。
【权利要求】
1.一种立轴式抽蓄水力机组轴承仿真试验台，其特征是:包括旋转轴系(104)、试验台上机架(101)、试验台下机架(103)、试验台水导机架(105)、试验台稳定箱体(106)和试验台加载装置(102)，其中试验台上机架(101)、试验台下机架(103)、试验台水导机架(105)和试验台稳定箱体(106)按顺序从上至下、且相互之间留有空间地通过12根长螺栓连接在一起，所述的空间是通过12个分别套在12个长螺栓的套筒来形成；旋转轴系的上导与推力轴承(1)与试验台上机架连接、下导及加载轴承与试验台下机架连接、水导轴承(7)与试验台水导机架连接、转轮(9 )与变频电动机连接，变频电动机固定在试验台稳定箱体上。
2.根据权利要求1所述的立轴式抽蓄水力机组轴承仿真试验台，其特征是:所述的试验台上机架(101)结构为:具有上下面板的框架式圆盘，中间开有圆孔，组成包括上机架油箱上密封板(10)、上导瓦安装板(11)、上机架支撑板(14)、12个上机架套筒(15)、6个上机架加强肋板(16)、推力瓦安装板(18)、上机架油箱外侧面密封板(17)、上机架油箱内侧面板(21)和加载器安装架(22)，均匀分布的12个上机架套筒(15)、6个上机架加强肋板(16)和上机架油箱外侧面密封板(17)的上端垂直焊接在上机架支撑板(14)上、下端垂直焊接在推力瓦安装板(18)上；上导瓦安装板(11)的上端通过12个螺栓与上机架支撑板(14)连接，上导瓦安装板(11)的下端嵌入到推力瓦安装板(18)的槽里；推力瓦安装板(18)的上端与加载安装架(22)通过12个螺栓与连接、下端连接试验台加载装置中的换力器(49);上导瓦安装板(11)上均匀分布着12个上导瓦定位孔(12)，每个上导瓦通过上导瓦定位孔(12)定位于上导瓦安装板(11)上，通过4个螺栓安装在上导瓦安装孔(13)上；推力瓦安装板(18)上均匀分布着(12)个推力瓦定位孔(19),每个推力瓦通过推力瓦定位孔(19)定位于推力瓦安装板(18 )上，通过4个螺栓安装在推力瓦安装孔(20 )上。
3.根据权利要求1所述的立轴式抽蓄水力机组轴承仿真试验台，其特征是:所述的试验台下机架结构为:具有上下面板的框架式圆盘，中间开有圆孔，组成包括下机架油箱上密封板(23)、下导瓦安装 板(24)、加载器导向板(25)、下机架上支撑板(26)、12个下机架套筒(27)、6个下机架加强肋板(28)、下机架油箱外侧面密封板(29)、下机架油箱内侧密封板(30)和下机架下支撑板(33)，均匀分布的12个下机架套筒(27)、6个下机架加强肋板(28)和下机架油箱外侧面密封板(29)的上端垂直焊接在下机架上支撑板(26)上、下端垂直焊接在下机架下支撑板(33)上；加载器导向板(25)通过12个螺栓固定在下机架上支撑板(26)上；下导瓦安装板(24)通过12个螺栓固定在加载器导向板(25)上；下导瓦安装板(24)上均匀分布着12个下导瓦定位孔(31)，每个下导瓦通过下导瓦定位孔(31)定位于下导瓦安装板(24)上，通过4个螺栓安装在下导瓦安装孔(32)上。
4.根据权利要求1所述的立轴式抽蓄水力机组轴承仿真试验台，其特征是:所述的试验台水导机架结构为:具有上下面板的框架式圆盘，中间开有圆孔，组成包括水导机架油箱上密封板(34)、水导瓦安装板(35)、水导机架上支撑板(36)、12个水导机架套筒(37)、6个水导机架加强肋板(38)、水导机架油箱外侧面密封板(39)、水导机架油箱内侧密封板(40)和水导机架下支撑板(43)组成，均匀分布的12个水导机架套筒(37)、6个水导机架加强肋板(38)和水导机架油箱外侧面密封板(39)的上端垂直焊接在水导机架上支撑板(36)上，其下端垂直焊接在水导机架下支撑板(43)上；水导瓦安装板(35)上端通过12个螺栓固定在水导机架上支撑板(36)上，下端嵌入在水导机架下支撑板(43)的槽里；水导瓦安装板(35)上均匀分布着12个水导瓦定位孔(41)，每个水导瓦通过水导瓦定位孔(41)定位于水导瓦安装板(35)上，通过4个螺栓安装在水导瓦安装孔(42)上。
5.根据权利要求1所述的立轴式抽蓄水力机组轴承仿真试验台，其特征是:所述的试验台稳定箱体结构为:具有上下面板的框架式圆盘，中间开有圆孔，组成包括稳定箱体上盖板(44)、12个稳定箱体套筒(45)、稳定箱体外围板(46)、稳定箱体分隔板(47)和稳定箱体下盖板(48)组成，均布的12个稳定箱体套筒(45)、稳定箱体外围板(46)、稳定箱体分隔板(47)的上端与稳定箱体上盖板(44)垂直焊接在一起、下端与稳定箱体下盖板(48)焊接在一起。
6.根据权利要求1所述的立轴式抽蓄水力机组轴承仿真试验台，其特征是:所述的试验台加载装置是由:换力器(49)、传力杆(50)各12个组成，每个换力器(49)是被试验台上机架中的加载器安装架(22)固定住,每个传力杆(50)的上端通过试验台上机架中的加载器安装架(22)固定，与换力器(49)的移动柱头自由接触，下端通过位于试验台下机架的加载器导向板(25)与位于加载器安装架(22)下面槽中的加载瓦安装板自由接触，并对应到安装于加载瓦安装板上的加载瓦。
7.根据权利要求1所述的立轴式抽蓄水力机组轴承仿真试验台，其特征是:所述的试验台上导瓦是一个横断面为扇形的柱状体，其工作面为这个柱状体结构的内侧圆柱面的上导瓦巴氏合金层(54)，每个独立的上导瓦巴氏合金层(54)是在高温下喷涂到柱状瓦胚内侧并经磨削加工而成的圆柱面，在瓦体外侧圆柱面的四角处加工有4个上导瓦安装螺孔(51)、中心处加工有上导瓦安装台(56)和上导瓦定位孔(55);共有12个独立的上导瓦，其中三个设计有上导瓦温度传感器孔(52)、上导瓦压力传感器孔(53);每个上导瓦均通过上导瓦定位孔(55)定位在试验台上机架上的上导瓦安装板(11)上，并将4个螺栓穿过试验台上机架的上导瓦安装板(11)上的上导瓦安装孔(13)栓紧在上导瓦安装螺孔(51)中； 所述的试验台推力瓦是一个横断面为扇形的柱状体，其工作面为这个的扇形上柱面的推力瓦巴氏合金层(60 )，每个独立的推力瓦巴氏合金层(60 )都是在高温下喷涂到柱状体结构的扇形上柱面并经磨削加工而成，在这个柱状体机构的下柱面的四角处加工有4个推力瓦安装螺孔(57)、中心处加工有推力瓦安装台(62)和推力瓦定位孔(61)，共有12个独立瓦体，其中三个设计有推力瓦温度传感器孔(58)、推力瓦压力传感器孔(59);每个推力瓦均通过推力瓦定位孔(61)定位在试验台上机架上的推力瓦安装板(18)上，并将4个螺栓穿过试验台上机架的推力瓦安装板(18)上的推力瓦定位孔(19)栓紧在推力瓦安装螺孔(57)中； 所述的试验台下导瓦是一个横断面为扇形的柱状体机构，其工作面为这个柱状体结构的内侧圆柱面的下导瓦巴氏合金层(66)，每个独立的下导瓦巴氏合金层(55)都是在高温下喷涂到柱状瓦胚内侧并经磨削加工而成的圆柱面,在瓦体外侧圆柱面的四角处加工有4个下导瓦安装螺孔(63)、中心处加工有下导瓦安装台(68)和下导瓦定位孔(67)，共有12个独立瓦体，其中三个设计有下导瓦温度传感器孔(64)、下导瓦压力传感器孔(65);每个下导瓦均通过下导瓦定位孔(67)，定位在试验台下机架上的下导瓦安装板(24)上，并将4个螺栓穿过试验台下机架的下导瓦安装板(24)上的下导瓦定位孔(31)栓紧在下导瓦安装螺孔(63)中； 所述的试验台水导瓦是一个横断面为扇形的柱状体机构，其工作面为这个柱状体结构的内侧圆柱面的水导瓦巴氏合金层(72)，每个独立的水导瓦巴氏合金层(72)都是在高温下喷涂到柱状瓦胚内侧并经磨削加工而成的圆柱面,在瓦体外侧圆柱面的四角处加工有4个水导瓦安装螺孔(69)、中心处加工有水导瓦安装台(74)和水导瓦定位孔(73)，共有12个独立瓦体，其中三个设计有水导瓦温度传感器孔(70)、水导瓦压力传感器孔(71);每个水导瓦均通过水导瓦定位孔(73)，定位在试验台水导机架上的水导瓦安装板(35)上，并将4个螺栓穿过试验台水导机架的水导瓦安装板(35)栓紧在水导瓦安装螺孔(69)中；所述的试验台加载瓦安装板是一个圆环形的柱状钢板，上面分布着12对加载瓦安装板固定孔(75),用24个螺栓通过加载瓦安装板固定孔(75)固定在试验台下机架的加载器导向板(25)的下面槽中；12个加载瓦安装板加载瓦定位孔(76)，与加载瓦上的加载瓦定位孔(80)对应定位；12X4个加载瓦安装板加载瓦安装孔(77)与加载瓦上的加载瓦定位孔(78)对应，通过螺栓连接；所述的试验台加载瓦是一个横断面为扇形的柱状体机构，其工作面为这个的扇形上柱面的推力瓦巴氏合金层(79)，每个独立的推力瓦巴氏合金层(79)都是在高温下喷涂到柱状体结构的扇形上柱面并经磨削加工而成，在这个柱状体机构的下柱面的四角处加工有4个加载瓦安装螺孔(78)、中心处加工有加载瓦安装台(81)和加载瓦定位孔(80)，共有12个独立瓦体，每个加载瓦均通过加载瓦定位孔(80)，与加载瓦安装板上的加载瓦安装板加载瓦定位孔(76)对应定位，并将4个螺栓穿过试验台加载瓦安装板上加载瓦安装板加载瓦安装孔(77)栓紧。
8.根据权利要求1至7所述的任意一项立轴式抽蓄水力机组轴承仿真试验台，其特征是:所述的模型与原型径向尺寸比1:3，推力轴承面积比:3:100，导轴承面积比:1:20。
【文档编号】G01M13/04GK103674549SQ201310642309
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月3日 优先权日:2013年12月3日
【发明者】姚泽, 屈波, 刘石, 冯永新, 郑源, 黄青松, 周大庆, 文亚南, 汪醒鹏, 王慧芝 申请人:广东电网公司电力科学研究院, 河海大学