一種船用透平機試驗平臺的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種船用透平機的試驗平臺，主要應用于船用小功率透平機的性能試驗，也可應用于其他類型高速旋轉機械的試驗。
【背景技術】
[0002]蒸汽透平機是用于將蒸汽中的熱能與壓力能轉化為機械能從而驅動交流發電機、泵或其他任何回轉機械的設備。小型蒸汽透平機在船舶上被廣泛應用。
[0003]具體地，船用小型蒸汽透平機一般安置在機艙內，被驅動機械位于機艙下部的艙室內，兩者的傳動軸通過中間傳動軸(豎向布置)和聯軸器聯接，由于船艙的結構特點，中間傳動軸都比較長，這種立式長軸的布置形式對透平機的運轉穩定性和傳動軸系的安裝同軸度有很高的要求，因此透平機在實船安裝前需要通過模擬實船工況進行試驗，驗證其工作性能和運轉穩定性。因此進行船用小型蒸汽透平機生產的廠家都需要通過試驗平臺來進行產品的試驗，確定每一臺產品的性能，保證產品在船舶上的使用安全。
[0004]目前世界范圍內的船用蒸汽透平機試驗平臺極少，且均采用雙層混凝土建筑的型式，不僅投資巨大，而且功能單一，透平機的安裝與試驗平臺的功能擴展都有諸多不便。
[0005]中國發明專利申請(申請公布號:CN 103471824 A,申請公布日:2013年12月25日，名稱:一種汽輪機葉輪旋轉試驗平臺及方法)所公開的信息:一種汽輪機葉輪旋轉試驗平臺，包括設置在試驗轉子兩側的軸承和給試驗轉子提供旋轉動力的裝置；所述軸承在軸承瓦套的外圓增設一個軸承外環，軸承瓦套與軸承外環之間具有間隙、該間隙內設置一對環形彈性密封元件，構成一個封閉油腔，封閉油腔通過油路管道與潤滑油供油系統連接，封閉油腔內油壓的變化使得軸承的支撐剛度可調。本技術方案所提供的汽輪機葉輪旋轉試驗平臺，可靈活調整待試驗轉子的支撐跨距與支撐剛度，以使試驗轉子能夠自適應不同的臨界轉速，使得該試驗平臺能夠適應更大范圍試驗轉速區間的要求，增強其通用性、有效降低試驗成本，同時該旋轉試驗平臺及方法安全可靠、簡單易操作，利于大規模使用和推廣。但該汽輪機葉輪旋轉試驗平臺是以水平布置的兩軸承作為轉動件的支撐，其被測旋轉件是以水平軸旋轉的，無法準確模擬船用小型透平機的實船工況，所以該結構的試驗平臺并不適用于豎向布置旋轉軸的船用透平機穩定性能的測試。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是針對現有船用透平機試驗平臺采用雙層混凝土建筑的形式，不僅成本高，而且功能單一、不便于功能擴展的缺點，提供一種結構簡單、成本低、安全性能高、并且還便于功能擴展的鋼結構透平機試驗平臺。
[0007]為實現上述目的，發明的技術解決方案是:
[0008]—種船用透平機試驗平臺，包括試驗臺架，所述試驗臺架的中部設有安置傳動軸的通孔；所述的試驗臺架由環形頂板以及等分固定于環形頂板底面的3個以上的支柱組成，為近似圓柱或圓臺的鋼架結構；所述試驗臺架的頂部設置有隔振支座，所述隔振支座的中部設有通孔，所述隔振支座中部通孔的軸線與試驗臺架中部通孔的軸線相重合。
[0009]進一步的，所述試驗臺架的支柱上固定有一個或多個弧形橫梁，所述試驗臺架中部通孔的軸線經過弧形橫梁的圓心并垂直于弧形橫梁的徑向平面；當所述的弧形橫梁為一個時，所述弧形橫梁的開口位于兩相鄰支柱之間；
[0010]當所述的弧形橫梁為多個時，所述弧形橫梁的直徑各不相等，所述弧形橫梁按直徑的大小順次同軸布置，順著軸線從上至下，所述弧形橫梁的直徑順次增大；所述弧形橫梁的開口相互對應，并位于同一兩相鄰支柱之間。
[0011]進一步的，所述試驗臺架的側面上固定有圍帶，所述圍帶的內壁固定有加強筋，所述圍帶的上邊沿以及所述加強筋的上端部抵靠或固定于環形頂板底面，所述圍帶的裙部對應所述弧形橫梁的開口設有缺口。
[0012]進一步的，所述的隔振支座的上端面固定設置有過渡支架，所述過渡支架的中部設有通孔，所述過渡支架中部通孔的軸線與隔振支座中部通孔的軸線相重合。
[0013]進一步的，所述的隔振支座包括上板、下板以及安置于上板與下板之間的隔振橡膠體，所述的上板、下板和隔振橡膠體均為環形結構；所述下板的內側面上設有兩個以上的鋼筒，所述的鋼筒等分分布于以所述下板的中心為圓心的圓上；所述上板的內側面上設有與所述鋼筒相對應的抗扭鋼棒，所述的抗扭鋼棒插入所述鋼筒的內孔。
[0014]進一步的，所述鋼筒和抗扭鋼棒的長度均小于所述隔振橡膠體的軸向長度。
[0015]進一步的，所述鋼筒的內壁與所述抗扭鋼棒之間墊有橡膠，所述的橡膠硫化于所述鋼筒的內壁或者所述抗扭鋼棒的表面。
[0016]進一步的，所述試驗臺架的內部設有支撐套筒，所述支撐套筒通孔的軸線與所述試驗臺架中部通孔的軸線相重合；所述支撐套筒的上端部固定于隔振支座或試驗臺架的環形頂板上；所述支撐套筒的下端部固定有軸承座，所述軸承座軸承座孔的軸線與支撐套筒通孔的軸線相重合。
[0017]進一步的，所述軸承座通過水平布置的剛性支撐桿與試驗臺架固定連接。
[0018]與現有技術相比較，本發明的有益效果是:
[0019]1.本發明中的試驗臺架為全焊接鋼結構，所述試驗臺架的為近似的圓柱形或圓臺形鋼架結構，該試驗臺架的支柱通過地腳螺栓牢固的固定在地軌平臺上，該試驗臺架的結構簡單、制造成本低，具備較高的結構強度、結構穩定性好、能夠承受較大的重載；同時，為了防止透平機在試驗過程中產生過大的振動對機體和試驗臺架產生損害，試驗臺架上還設置了隔振支座，這種隔振支座包括上板、隔振橡膠體、下板、以及等分布置于上下板之間的組件(鋼筒和抗扭鋼棒)，這種結構形式的隔振支座不僅可以承受透平機的重力，還可以承受透平機工作時產生的扭矩，同時也避免了試驗臺架與透平機發生共振；
[0020]2.支柱上弧形橫梁的設置將分散的支柱連接成了一個整體，有效提升了試驗臺架的結構強度及結構的穩定性，有效提升了試驗臺架的使用壽命；
[0021]3.圍帶與加強筋的設置更進一步提升了試驗臺架的結構強度及結構的穩定性，使本發明中的試驗臺架具有更長的使用壽命；同時將弧形橫梁的開口與圍帶的缺口對應設置，使臺架下方設備的安裝和移動變得更加方便，有效提升了本發明的裝配工藝性；
[0022]4.透平機通過過渡支架安裝在試驗臺架上，通過采用不同尺寸接口的過渡支架即可實現不同型號透平機與試驗臺架的安裝，本發明具有較好的適用性和實用性；
[0023]5.本發明采用支撐套筒與中間傳動軸相結合的方式，并在所述支撐套筒的下端部同軸設有軸承座，利用軸承座內軸承來對支撐中間傳動軸，有效保證了中間傳動軸高速運轉時的穩定性，同時還使軸系的同軸度更易于調整；利用剛性支撐桿將位于支撐套筒下端部的軸承座與試驗臺架固定在一起，更進一步的提升了中間傳動軸運轉的穩定性；
[0024]6.本發明中的各個部件均可采用模塊化分布的原則，使對外接口具有通用性，使其不僅可適用于透平機的試驗，還可用于其它各類高速旋轉機械的試驗。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發明的主視圖；
[0026]圖2為本發明中試驗臺架的立體圖；
[0027]圖3為本發明中過渡支架的立體圖；
[0028]圖4為本發明中隔振支座的剖視圖；
[0029]圖5為本發明中隔振支座的立體圖；
[0030]圖6為本發明中隔振支座與支撐套筒裝配的放大圖；
[0031 ] 圖中，透平機I，上聯軸器2，過渡支架3，隔振支座4，上板41，隔振橡膠體42，抗扭鋼棒43，橡膠44，鋼筒45，下板46，支撐套筒5，試驗臺架6，圍帶62，環形頂板63，加強筋64，支柱65，弧形橫梁66，缺口 67，中間傳動軸7，下聯軸器8，換向器9，測功儀10，地軌平臺11，軸承座12，剛性支撐桿13。
【具體實施方式】
[0032]以下結合【附圖說明】和具體實施例方式對發明做進一步的詳細描述。
[0033]參見圖1和圖2，一種透平機試驗平臺，包括試驗臺架6，所述的試驗臺架6固定在地軌平臺11上；所述試驗臺架6的頂部安置著透平機1，所述透平機I的輸出軸為豎向布置的旋轉軸，所述透平機I的輸出軸通過上聯軸器2與豎向布置的中間傳動軸7相連接；所述中間傳動軸7穿過所述驗臺架6的中部通孔與測功儀10連接。所述的試驗臺架6由鋼材質的環形頂板63以及焊接于環形頂板63底面上的3個以上的支柱65組成，所述的支柱65等分焊接于與環形頂板63同心的圓上，形成近似于圓柱或圓臺的鋼架結構；當支柱65垂直焊接于環形頂板63上時，形成近似圓柱的鋼架結構；當支柱65呈分散狀焊接于環形頂板63上時，形成近似圓臺的鋼架結構。所述試驗臺架6的頂部設置有隔振支座4，所述隔振支座4的中部設有通孔，所述隔振支座4中部通孔的軸線與試驗臺架6中部通孔的軸線相重合。所述隔振支座4位于試驗臺架6與透平機I之間，具體的，所述隔振支座4的下端面螺栓固定于環形頂板63的上表面，所述隔振支座4的上端面與透平機I螺栓固定。所述支柱65的下端部通過地角螺栓固定在地軌平臺11上。
[0034]本發明中的試驗臺架6為近似圓柱形或圓臺形鋼架結構，其