CN216815340U - 一种汽轮机对轮找中心装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于设备检修领域，具体涉及一种汽轮机对轮找中心装置。包括第一连接销装置，第二连接销装置，基准和传感器固定工装以及装置方位测量单元，第一对轮和第二对轮，所述的第一对轮和第二对轮的圆盘结构上开有多个通孔，第一对轮和第二对轮相对设置，其上部和下部分别通过穿过第一对轮和第二对轮上通孔的第一连接销装置，第二连接销装置固定连接，第一对轮和第二对轮的其中一个相对的通孔上连接有基准和传感器固定工装以及装置方位测量单元。有益效果在于：根据初步测算，使用该装置进行汽轮机轴系中心测量耗费的时间和占用行车资源的时间将减少90％以上。该装置操作人员技能要求不高，无需专业汽轮机专业操作人员即可实现中心测量功能。

Description

一种汽轮机对轮找中心装置

技术领域

本实用新型属于设备检修领域，具体涉及一种汽轮机对轮找中心装置。

背景技术

汽轮机轴系中心对汽轮发电机组有着举足轻重的作用，轴系中心的好坏直接关系到机组的安全稳定运行。所以在汽轮机大修工作中，汽轮发电机组转子轴系中心调整是主机检修工作的一项关键步骤，而目前国内所有的火电、核电机组汽轮发电机组轴系中心的测量一般都是采用机械百分表固定在刚性支架上的形式进行测量，这种方式是传统的接触式测量方式，存在诸多局限性，如人为读数误差、中心结果人为计算错误、测量过程异常无法提前识别导致多次重复盘动转子、百分表安装位置不正导致测量误差、架表操作人为因素影响大、刚性支架跨度大产生的微变形导致读数偏差、测量支架固定位置松动导致测量误差、无法整圈测量和对轮测量面要求高等，如果修前测量存在误差会导致轴系中心调整多次计算、多次调整的情况，会延长该步序的工期(几天或者数十天)，增加现场行车的占用时间；如果修后测量存在误差会导致机组启动后轴承振动异常，如果需要处理，会影响机组可用性5天以上时间。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种汽轮机对轮找中心装置，采用非接触式高精度测量传感器以及新型工装固定，可用于现场快速汽轮机找中心，效率提90％，准确率可达到99％以上。

本实用新型的技术方案如下：一种汽轮机对轮找中心装置，包括第一连接销装置，第二连接销装置，基准和传感器固定工装以及装置方位测量单元，第一对轮和第二对轮，所述的第一对轮和第二对轮的圆盘结构上开有多个通孔，第一对轮和第二对轮相对设置，其上部和下部分别通过穿过第一对轮和第二对轮上通孔的第一连接销装置，第二连接销装置固定连接，第一对轮和第二对轮的其中一个相对的通孔上连接有基准和传感器固定工装以及装置方位测量单元。

所述的第一连接销装置，第二连接销装置为180度对称布置。

所述的基准和传感器固定工装包括设置在第一对轮的一个通孔内设置有第一压套，第一压套的一端套装有第一内胀套，支架螺杆穿过第一压套和第一内胀套中间的通孔，支架螺杆伸出第一压套外的部分通过第一螺母固定，支架螺杆位于第一内胀套外的部分其上固定有传感器支架，传感器支架上连接有第一涡流位移传感器第二涡流位移传感器和方位陀螺仪传感器，第二对轮上与第一对轮的一个通孔相对的通孔内设置有第二内胀套，第二内胀套的一端套装有第二压套，基准螺杆穿过第二内胀套和第二压套中间的通孔，基准螺杆穿过第二压套的部分通过第二螺母固定。

所述的第二涡流位移及方位传感器通过第一信号线与第一采集卡连接，第一涡流位移及方位传感器通过第二信号线与采集卡连接，第一采集卡通过第一数据线与第一数据处理装置连接。

所述的第二涡流位移传感器探测基准块的周向位置。

所述的第一涡流位移传感器探测基准块的轴向位置。

所述的基准块设置在基准螺杆上。

所述的方位陀螺仪传感器通过第三信号线与第二采集卡连接，第二采集卡通过第二数据线与第二数据处理装置连接。

所述的第一连接销装置和第二连接销装置的结构相同。

所述的第一连接销装置和第二连接销装置包括椭圆销钉，椭圆销钉具有阶梯状的杆状部，椭圆销钉穿过第一对轮和第二对轮上的通孔，椭圆销钉与第一对轮的通孔之间设置有止动垫片，椭圆销钉的杆状部套装在的位于第一对轮内的长套筒内，椭圆销钉的杆状部套装在的位于第二对轮内短套筒内。

本实用新型的有益效果在于：根据初步测算，使用该装置进行汽轮机轴系中心测量耗费的时间和占用行车资源的时间将减少90％以上。该装置操作人员技能要求不高，无需专业汽轮机专业操作人员即可实现中心测量功能。

附图说明

图1为本实用新型所提供的一种汽轮机对轮找中心装置的三维示意图；

图2为位移信号采集单元示意图；

图3为基准和传感器固定工装装配简图；

图4为基准和传感器固定工装三维图；

图5为装置方位测量单元示意图；

图6为连接销装置销钉三维图；

图7为连接销装置销钉总装配简图。

图中，1第一连接销装置，2第二连接销装置，3基准和传感器固定工装以及装置方位测量单元，4第一对轮，5第二对轮，11基准块，12涡流位移传感器，13涡流位移及方位传感器，14第一信号线，15第二信号线，16第一采集卡，17第一数据线，18第一数据处理装置，21第一螺母，22第一压套，24第一内胀套，25支架螺杆，26传感器支架，27第一涡流位移传感器，28第一涡流位移传感器，29第二内胀套，31第二压套，32第二螺母，33基准螺杆，41方位陀螺仪传感器，42第三信号线，43第二采集卡，44第二数据线，45第二数据处理装置，51椭圆销钉，52止动垫片，54长套筒，55短套筒。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，一种汽轮机对轮找中心装置，包含多个分装置或单元，具体包括，第一连接销装置1，第二连接销装置2，基准和传感器固定工装以及装置方位测量单元3，第一对轮4和第二对轮5，其中，第一对轮4和第二对轮5结构相同均为法兰状结构，其圆盘结构上开有多个通孔，第一对轮4和第二对轮5相对设置，其上部和下部分别通过穿过第一对轮4和第二对轮5上通孔的第一连接销装置1，第二连接销装置2固定连接，第一对轮4和第二对轮5的其中一个相对的通孔上连接有基准和传感器固定工装以及装置方位测量单元3。

180度对称布置的两个连接销装置可保证两个对轮同时盘动，同时也可通过该装置的快速操作进行位移信号采集单元的数据采集。

如图3-4所示，基准和传感器固定工装包括设置在第一对轮4的一个通孔内设置有第一压套22，第一压套22的一端套装有第一内胀套24，支架螺杆25穿过第一压套22和第一内胀套24中间的通孔，支架螺杆25伸出第一压套22外的部分通过第一螺母21固定，支架螺杆25位于第一内胀套24外的部分其上固定有传感器支架26，传感器支架26上连接有第一涡流位移传感器27第二涡流位移传感器28和方位陀螺仪传感器，第二对轮5上与第一对轮4的一个通孔相对的通孔内设置有第二内胀套29，第二内胀套29的一端套装有第二压套31，基准螺杆33穿过第二内胀套29和第二压套31中间的通孔，基准螺杆33穿过第二压套31的部分通过第二螺母32固定，第一涡流位移传感器27和第二涡流位移传感器28分别位于基准螺杆33穿过第二内胀套29的部分的轴向与周向。

采用内胀装置固定在两侧侧对轮孔中，两个涡流位移传感器固定在其中一侧内胀夹持工装上，测量基准固定在另一侧内胀夹持工装上。

如图2所示，第二涡流位移及方位传感器28探测基准块11的周向位置，涡流位移及方位传感器27探测基准块11的轴向位置，第二涡流位移及方位传感器28通过第一信号线14与第一采集卡16连接，第一涡流位移及方位传感器27通过第二信号线15与采集卡16连接，第一采集卡16通过第一数据线17与第一数据处理装置18连接，所述的基准块11设置在基准螺杆33上。

采用两个互相垂直的高精度涡流位移传感器，信号可通过采集器转化后传输到数据处理装置中，作为中心数据计算的原始数据，两个涡流位移传感器可分别测量端面和外圆数据。

如图5所示，方位陀螺仪传感器41通过第三信号线42与第二采集卡43连接，第二采集卡43通过第二数据线44与第二数据处理装置45连接。

采用方位陀螺仪传感器，将其固定在特制基准和传感器固定工装上，对盘转子期间，测量点的角度方位进行测量，并传输到数据处理装置中，建立正弦波模型。

如图6和7所示，第一连接销装置和第二连接销装置的结构相同，均包括椭圆销钉51，椭圆销钉51具有阶梯状的杆状部，椭圆销钉51穿过第一对轮4和第二对轮5上的通孔，椭圆销钉51与第一对轮4的通孔之间设置有止动垫片52，椭圆销钉51的位于第一对轮4内的杆状部的直径大于位于第二对轮5内的杆状部的直径，椭圆销钉51的杆状部套装在的位于第一对轮4内的长套筒54内，椭圆销钉51的杆状部套装在的位于第二对轮4内短套筒55内。

创新原理：测量两个外圆不对中的外圆完美等圆的一周外圆的相对差，测点角度作为横坐标，外圆相对差为纵坐标，测量一圈会形成一个正弦波曲线，外圆不对中程度不同正弦波幅值不同；外圆不对中方位不同，正弦波的滞后角不同；正弦波的周期与不对中程度和方位不相关。同理，测量两个端面不对中的端面完美等圆的一周端面相对差，测点角度作为横坐标，端面相对差为纵坐标，测量一圈会形成一个正弦波曲线，端面不对中程度不同正弦波幅值不同；端面不对中方位不同，正弦波的滞后角度不同；正弦波的周期与不对中程度和方位不相关。

中心数据预测方法：以外圆中心预测为例，在任角度方位C开始沿正转动方向同时盘动两侧对轮，盘动A度，外圆相对差变化a，再盘动B度，外圆相对差变化b，两点盘动角度在90°以内，此时得到三点(C，0)、(C+A，a)和(C+B，a+b)，从3点中选出同象限的两点可确定周期、幅值和滞后角确定的正弦波曲线，通过该正弦波模型，可以得到不同角度方位对应的外圆相对差，可得到对轮上下左右的外圆相对差a1、b1、c1和d1，预测中心数据是高低外圆(a1+c1)/2,左右外圆(b1+d1)/2。

找中心自检原理：如上步，在确定正弦波模型后，每次盘动一次对轮，可以得到一个角度和高度差确定的点，如果该点严重偏离正弦波模型(超差10％)，计算***会自动报错，此时需要检查装置后，重新按照上步确定正弦波模型。

位移信号采集单元的应用可以实现以下效果：

采用采集装置直接读取传感器数据的方式测量，避免人为读数误差；精密不接触电涡流位移传感器性能稳定，测量精度和稳定性高，较传统百分表精度提高10倍以上。结合汽轮机中心调整自动计算，可以实现智能化汽轮机轴系中心调整，即采集装置将原始数据直接导入轴系中心计算终端后，直接输出轴系中心的调整方案，减少了人为读数、录入的人因失误风险点。

基准和传感器固定工装的应用可以实现以下效果：测量面设置在在专用工装上，不受联轴器测量面状况的影响；特制支架不采用大跨度的形式，即微变形小。并且可以通过采集器处理终端的智能运算，对微变形导致的测量误差进行智能修正。特制支架体积小，安装好后，联轴器外圈占用尺寸不超过10mm，避免因为联轴器与轴承箱壁距离过近导致无整圈测量的情况。支架设计有专用定位装置，安装便捷，可有效避免传感器支架安装时的人为因素影响。特制工装夹紧方式可靠，采用专用内胀装置通过联轴器对轮螺栓孔固定，该形式可靠、稳定。

装置角度方位测量单元的应用可以实现以下效果：测量装置的支架上集成角度传感器，测量过程中只需正常将转子在任何位置开始盘动一圈即可自动输出上下左右中心偏差，而无需像传统测量方式一样，需要将转子盘动到指定位置后再进行读数(通过行车盘动大型转子，一般很难精准保证转子位置)。

连接销装置，可以两个对轮同时盘动，减少了分别盘两侧对轮的工作量以及对孔的难度和风险。

下面结合附图对本装置的使用作进一步描述。

本实用新型的工作过程如下：

(1)将两侧对轮根据连接记号盘动到孔偏差1mm以内。

(2)参考图6-7，将长套筒4和短套筒5分别穿入到两侧对中孔中，长套筒5侧安装止动垫片，将特制椭圆销钉1穿入，使其椭圆端***短套筒5中，完成特制专用连接销装置安装。

(3)在特制专用连接销装置对侧180°位置安装另一套特制专用连接销装置，如图1。

(3)参考图3-4，将基准螺杆13的基准侧穿入对轮孔中，从穿入同方向依次穿入安装内胀套9、螺母12和螺母12，调整好轴向位置后，紧固螺母12，使内胀套9与对轮孔内壁胀紧；将涡流位移传感器7安装到支架螺杆5内，将传感器侧穿入对轮3中，从对轮另一侧安装传感器支架6，从支架螺杆5穿入方向依次穿入安装内胀套4、压套2和螺母1，调整好轴向位置后，紧固螺母1；将涡流位移及方位传感器8安装到传感器支架6上。

(5)参照图2、图5，将两个涡流位移传感器和一个方位传感通过屏蔽信号线连接到采集卡上，通过采集卡的信号采集和转化成数字信号，由数据电缆传输到数据处理装置中进行处理。

中心数据测量

(1)开始找中心，将两个特制专用连接销装置的特制椭圆销钉转到松开状态(松开状态：销钉端部的直线标示为轴向；贴紧状态：销钉端部的直线标示为切向，下同)，操作电脑将涡流探头自动校准，记录间隙电压参数，方位传感器读取当前方位角度数据，作为第一组数据。

(2)将两个特制专用连接销装置的特制椭圆销钉转到贴紧状态，同时盘动两个转子(一般采用行车，盘动角度无要求，盘一下即可)，将两个特制椭圆销钉转到松开状态，操作电脑读取涡流传感器和方位传感器数据，作为第二组数据。

(3)重复第2步读取第三组数据，根据创新中心数据的计算原理，计算机自动生成确定的正弦波曲线。

(4)继续第2步读取数据，直到转子盘动超过一圈为止，计算机自动输出实测中心数据，如果后续数据与正弦波模型曲线偏差超过10％，则自动报错，需要找到原因后重新找中心。

Claims (10)

1.一种汽轮机对轮找中心装置，其特征在于：包括第一连接销装置，第二连接销装置，基准和传感器固定工装以及装置方位测量单元，第一对轮和第二对轮，所述的第一对轮和第二对轮的圆盘结构上开有多个通孔，第一对轮和第二对轮相对设置，其上部和下部分别通过穿过第一对轮和第二对轮上通孔的第一连接销装置，第二连接销装置固定连接，第一对轮和第二对轮的其中一个相对的通孔上连接有基准和传感器固定工装以及装置方位测量单元。

2.如权利要求1所述的一种汽轮机对轮找中心装置，其特征在于：所述的第一连接销装置，第二连接销装置为180度对称布置。

3.如权利要求1所述的一种汽轮机对轮找中心装置，其特征在于：所述的基准和传感器固定工装包括设置在第一对轮的一个通孔内设置有第一压套，第一压套的一端套装有第一内胀套，支架螺杆穿过第一压套和第一内胀套中间的通孔，支架螺杆伸出第一压套外的部分通过第一螺母固定，支架螺杆位于第一内胀套外的部分其上固定有传感器支架，传感器支架上连接有第一涡流位移传感器、第二涡流位移传感器和方位陀螺仪传感器，第二对轮上与第一对轮的一个通孔相对的通孔内设置有第二内胀套，第二内胀套的一端套装有第二压套，基准螺杆穿过第二内胀套和第二压套中间的通孔，基准螺杆穿过第二压套的部分通过第二螺母固定。

4.如权利要求3所述的一种汽轮机对轮找中心装置，其特征在于：所述的第二涡流位移传感器和方位陀螺仪传感器通过第一信号线与第一采集卡连接，第一涡流位移传感器通过第二信号线与采集卡连接，第一采集卡通过第一数据线与第一数据处理装置连接。

5.如权利要求4所述的一种汽轮机对轮找中心装置，其特征在于：所述的第二涡流位移传感器探测基准块的周向位置。

6.如权利要求4所述的一种汽轮机对轮找中心装置，其特征在于：所述的第一涡流位移传感器探测基准块的轴向位置。

7.如权利要求6所述的一种汽轮机对轮找中心装置，其特征在于：所述的基准块设置在基准螺杆上。

8.如权利要求3所述的一种汽轮机对轮找中心装置，其特征在于：所述的方位陀螺仪传感器通过第三信号线与第二采集卡连接，第二采集卡通过第二数据线与第二数据处理装置连接。

9.如权利要求4所述的一种汽轮机对轮找中心装置，其特征在于：所述的第一连接销装置和第二连接销装置的结构相同。

10.如权利要求9所述的一种汽轮机对轮找中心装置，其特征在于：所述的第一连接销装置和第二连接销装置包括椭圆销钉，椭圆销钉具有阶梯状的杆状部，椭圆销钉穿过第一对轮和第二对轮上的通孔，椭圆销钉与第一对轮的通孔之间设置有止动垫片，椭圆销钉的杆状部套装在的位于第一对轮内的长套筒内，椭圆销钉的杆状部套装在的位于第二对轮内短套筒内。

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