單支撐剛性連接柴油發(fā)電機(jī)組等效試驗(yàn)裝置及其設(shè)計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及柴油發(fā)電機(jī)組技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種單支撐剛性連接柴油發(fā)電機(jī)組等效試驗(yàn)裝置及其設(shè)計(jì)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，大型發(fā)電機(jī)組用柴油機(jī)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，通常無(wú)法連接真實(shí)的發(fā)電機(jī)對(duì)柴油機(jī)進(jìn)行考核，為了在試驗(yàn)室條件下考核發(fā)電機(jī)對(duì)柴油機(jī)可靠性影響，通常，具體如圖1所示，柴油機(jī)曲軸1后端與飛輪2連接，飛輪通過(guò)彈性聯(lián)軸器9連接測(cè)功機(jī)10，通過(guò)測(cè)功機(jī)對(duì)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)情況的檢測(cè)，可以實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)大部分性能與可靠性指標(biāo)的考核。其中柴油機(jī)曲軸后端由主軸承支撐。
[0003]然而，對(duì)于單支撐剛性連接的發(fā)電機(jī)匹配來(lái)說(shuō)，現(xiàn)有技術(shù)存在兩個(gè)明顯缺點(diǎn):
[0004]1)發(fā)電機(jī)軸與柴油機(jī)曲軸剛性連接，直接影響曲軸的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，現(xiàn)有技術(shù)試驗(yàn)過(guò)程中無(wú)法體現(xiàn)這個(gè)影響，導(dǎo)致試驗(yàn)測(cè)量的曲軸扭轉(zhuǎn)振動(dòng)、曲軸硅油減振器的溫度、以及轉(zhuǎn)速波動(dòng)導(dǎo)致的振動(dòng)噪聲數(shù)據(jù)與實(shí)際不相符；
[0005]2)發(fā)電機(jī)本身的質(zhì)量非常大，高速旋轉(zhuǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定的負(fù)載并由柴油機(jī)后端的主軸承承擔(dān)，由此可能造成主軸承偏載磨損?，F(xiàn)有技術(shù)試驗(yàn)過(guò)程無(wú)法評(píng)估這個(gè)風(fēng)險(xiǎn)。
[0006]所以，對(duì)于單支撐剛性連接的發(fā)電機(jī)匹配來(lái)說(shuō)，意味著無(wú)法在試驗(yàn)室真實(shí)的驗(yàn)證柴油機(jī)的曲軸扭轉(zhuǎn)振動(dòng)與主軸承偏磨風(fēng)險(xiǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007](一 )要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0008]本發(fā)明的目的是提供一種單支撐剛性連接柴油發(fā)電機(jī)組等效試驗(yàn)裝置及其設(shè)計(jì)方法以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的無(wú)法在試驗(yàn)室真實(shí)地驗(yàn)證柴油機(jī)的曲軸扭轉(zhuǎn)振動(dòng)與主軸承偏磨風(fēng)險(xiǎn)的問(wèn)題。
[0009]( 二 )技術(shù)方案
[0010]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明一方面提供了一種單支撐剛性連接柴油發(fā)電機(jī)組等效試驗(yàn)裝置，包括剛度等效單元、慣量等效單元、載荷等效單元、彈性聯(lián)軸器及測(cè)功機(jī)，所述剛度等效單元的一端與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸剛性同軸連接，另一端與慣量等效單元的一側(cè)面同軸連接，所述慣量等效單元的另一側(cè)面與載荷等效單元的一端同軸連接，載荷等效單元的另一端通過(guò)彈性聯(lián)軸器與測(cè)功機(jī)連接。
[0011 ] 其中，所述載荷等效單元的下方支撐有電機(jī)等效支撐單元。
[0012]其中，所述剛度等效單元為剛度等效法蘭軸。
[0013]其中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的端部連接有飛輪，所述剛度等效法蘭軸通過(guò)連接膜片與所述飛輪連接。
[0014]其中，所述慣量等效單元為慣量等效塊。
[0015]其中，所述載荷等效單元為載荷等效法蘭軸，所述載荷等效軸通過(guò)連接膜片與彈性聯(lián)軸器連接。
[0016]本發(fā)明另一方面提供了上述的單支撐剛性連接柴油發(fā)電機(jī)組等效試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)方法，其包括以下步驟:
[0017]S1、調(diào)整剛度等效單元的尺寸，以使其扭轉(zhuǎn)剛度與真實(shí)電機(jī)的扭轉(zhuǎn)剛度相符；
[0018]S2、調(diào)整慣量等效單元的尺寸，以使其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和質(zhì)量與真實(shí)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和質(zhì)量相符；
[0019]S3、調(diào)整載荷等效單元的尺寸，以使其分配到主軸承上的載荷與真實(shí)電機(jī)分配到主軸承上的載荷相符；
[0020]S4、根據(jù)步驟S1、步驟S2及步驟S3所獲取的剛度等效單元、慣量等效單元及載荷等效單元的尺寸，通過(guò)柴油機(jī)曲軸系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真計(jì)算，驗(yàn)證等效試驗(yàn)裝置與真實(shí)電機(jī)系統(tǒng)在曲軸扭轉(zhuǎn)振動(dòng)和主軸承磨損的技術(shù)指標(biāo)上一致；
[0021]S5、進(jìn)行剛度等效單元、慣量等效單元及載荷等效單元的制造與組裝，并進(jìn)行單支撐剛性連接柴油發(fā)電機(jī)組等效試驗(yàn)。
[0022]其中，所述剛度等效單元、慣量等效單元及載荷等效單元分別為剛度等效法蘭軸、慣量等效塊及載荷等效法蘭軸。
[0023]其中，在步驟S2中，將慣量等效單元設(shè)計(jì)為分體式。
[0024](三)有益效果
[0025]本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明提供的單支撐剛性連接柴油發(fā)電機(jī)組等效試驗(yàn)裝置及其設(shè)計(jì)方法中，在試驗(yàn)室臺(tái)架的柴油機(jī)的一端設(shè)置上述等效試驗(yàn)裝置，使其與真實(shí)電機(jī)完全等效，在試驗(yàn)室真實(shí)地驗(yàn)證柴油機(jī)的曲軸扭轉(zhuǎn)振動(dòng)與主軸承偏磨風(fēng)險(xiǎn)的問(wèn)題；具體地，通過(guò)剛度等效單元的一端與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸剛性同軸連接，可以等效發(fā)電機(jī)軸與柴油機(jī)曲軸剛性連接，從而可以在試驗(yàn)中體現(xiàn)出發(fā)電機(jī)軸對(duì)曲軸扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的影響；通過(guò)在剛度等效單元與載荷等效單元之間連接慣量等效單元，可以使等效試驗(yàn)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與真實(shí)發(fā)電機(jī)一致；通過(guò)載荷等效單元的設(shè)置，可以使等效試驗(yàn)裝置在高速旋轉(zhuǎn)過(guò)程中分配到主軸承上的載荷與真實(shí)發(fā)電機(jī)一致；從而，通過(guò)測(cè)功機(jī)測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)的功率可真實(shí)地對(duì)柴油機(jī)性能與可靠性指標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確考核，解決了在試驗(yàn)室狀態(tài)下無(wú)法考核單支撐柴油發(fā)電機(jī)組扭轉(zhuǎn)振動(dòng)與主軸承磨損的技術(shù)難題。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中柴油機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架的連接關(guān)系示意圖；
[0027]圖2是本發(fā)明實(shí)施例1單支撐剛性連接柴油發(fā)電機(jī)組等效試驗(yàn)裝置的連接關(guān)系示思；
[0028]圖3是本發(fā)明實(shí)施例2單支撐剛性連接柴油發(fā)電機(jī)組等效試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)方法的流程圖。
[0029]圖中，1:曲軸；2:飛輪；3:第一連接膜片；4:剛度等效單元；5:慣量等效單元；6:載荷等效單元；7:電機(jī)等效支撐單元；8:第二連接膜片；9:彈性聯(lián)軸器；10:測(cè)功機(jī)；11:主軸承。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
[0031 ] 在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“上”、“下”、“前”、“后”、“豎直”、“水平”、
“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。
[0032]在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。
[0033]在本發(fā)明中，具體各特定術(shù)語(yǔ)的含義為:
[0034]單支撐剛性連接:柴油發(fā)電機(jī)組的一種常見(jiàn)匹配形式，發(fā)電機(jī)內(nèi)部只有一個(gè)軸承，另一側(cè)依靠柴油機(jī)主軸承11支撐。發(fā)電機(jī)與柴油機(jī)間依靠扭轉(zhuǎn)剛度很大的金屬膜片進(jìn)行連接；這種匹配方式對(duì)柴油機(jī)的扭振與軸承磨損有很大影響；
[0035]曲軸扭轉(zhuǎn)振動(dòng):柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組曲軸1系統(tǒng)因周期變化的扭矩產(chǎn)生的角位移振動(dòng)響應(yīng)；
[0036]等效剛度:等效裝置抵抗變形的能力與真實(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)一致；
[0037]等效慣量:等效裝置轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與真實(shí)發(fā)電機(jī)一致；
[0038]曲軸系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真:基于仿真分析軟件定量評(píng)估扭轉(zhuǎn)振動(dòng)與軸承磨損。
[0039]實(shí)施例1
[0040]如圖2所示，本發(fā)明提供的單支撐剛性連接柴油發(fā)電機(jī)組等效試驗(yàn)裝置包括剛度等效單元4、慣量等效單元5、載荷等效單元6、彈性聯(lián)軸器9及測(cè)功機(jī)10，所述剛度等效單元4的一端與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸1剛性同軸連接，另一端與慣量等效單元5的一側(cè)面同軸連接，所述慣量等效單元5的另一側(cè)面與載荷等效單元6的一端同軸連接，載荷等效單元6的另一端通過(guò)彈性聯(lián)軸器9與測(cè)功機(jī)10連接。
[0041]該實(shí)施例中，在試驗(yàn)室臺(tái)架的柴油機(jī)的一端設(shè)置上述等效試驗(yàn)裝置，使其與真實(shí)電機(jī)完全等效，在試驗(yàn)室真實(shí)地驗(yàn)證柴油機(jī)的曲軸扭轉(zhuǎn)振動(dòng)與主軸承11偏磨風(fēng)險(xiǎn)的問(wèn)題；具體地，通過(guò)剛度等效單元4的一端與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸1剛性同軸連接，可以等效發(fā)電機(jī)軸與柴油機(jī)曲軸1剛性連接，實(shí)現(xiàn)等效剛度，從而可以在試驗(yàn)中體現(xiàn)出發(fā)電機(jī)軸對(duì)曲軸扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的影響；通過(guò)在剛度等效單元4與載荷等效單元6之間連接慣量等效單元5，可以使等效試驗(yàn)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與真實(shí)發(fā)電機(jī)一致，達(dá)到等效慣性；通過(guò)載荷等效單元6