CN111397888B - 一种磁悬浮离心压缩机用旋转检测装置及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于压缩机技术领域，公开了一种磁悬浮离心压缩机用旋转检测装置及检测方法，所述旋转检测装置包括T型槽安装台1、支撑座2、压缩机旋转体3；所述支撑座2为多个，分别安装在T型槽安装台1上；所述压缩机旋转体3通过多个支撑座2固定支撑；所述压缩机旋转体3用于固定压缩机本体，使得压缩机本体绕压缩机回转中心360°正反转动，能够模拟转子运转时突然失控，转子跌落在保护轴承上的极限状况，且转子在轴向上位于左或右极限位置时，转子在极限位置转动时，检查叶轮等转子件与蜗壳等定子件是否有干涉的存在，提高检测效率。
Description
技术领域
本发明属于压缩机技术领域，具体涉及一种磁悬浮离心压缩机用旋转检测装置及检测方法。
背景技术
磁悬浮离心压缩机是一款采用了高速电动机直接驱动、磁悬浮轴承支撑、三元叶轮机芯结构等多项先进技术的离心压缩机。磁悬浮轴承系统通过可控电磁力将转子悬浮于定子磁极中间，实现转子与定子之间无机械接触式运转，具有无磨损、无需润滑以及寿命长等优点。
在磁悬浮轴承系统中，为了提高整个系统的可靠性，设置了一套保护轴承，作为磁悬浮轴承由于某些原因突然失效时，为高速旋转的转子提供的临时支承，保证高速运行的转子不与磁悬浮轴承系统发生碰撞和摩擦，从而保护磁悬浮轴承定子和电机定子以及整个系统不受损坏。
转子与保护轴承之间设有径向、轴向保护间隙，该保护间隙分别小于对应的径向、轴向磁悬浮轴承定子与转子之间的气隙(前者通常为后者的一半)。在转子跌落后，这样设置间隙可以保证转子首先跌落到保护轴承上，避免了直接与磁悬浮轴承定子发生碰撞。
一般磁悬浮离心压缩机在完成机芯装配后(机芯装配是指—将蜗壳、叶轮等定转子部件与装有磁轴承壳体部件的连接组装在一起)，需检查带有叶轮等零件的转子与保护轴承间隙(径向和轴向)，确保转子和定子零件之间无机械干涉，即带有叶轮等零件的转子在全间隙范围(转子与保护轴承之间的径向、轴向保护间隙)内无任何干涉的自由移动，并且可自由转动。该检查需要对磁悬浮离心压缩机通电，以及将轴承控制器连接在轴承上，使轴处于悬浮状态。通过控制指令完成检查，当发现机械干涉时，只能确定有干涉存在，并不能确定是压缩机转子与定子部件那个部位发生干涉，需反复拆装返工及通电悬浮检查才能确定，这样检查极其复杂与漫长。
发明内容
针对上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种磁悬浮离心压缩机用旋转检测装置及检测方法，能够模拟转子运转时突然失控，转子跌落在保护轴承上的极限状况，且转子在轴向上位于左或右极限位置时，转子在极限位置转动时，检查叶轮等转子件与蜗壳等定子件是否有干涉的存在，提高检测效率。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现。
技术方案一：
一种磁悬浮离心压缩机用旋转检测装置，所述旋转检测装置包括T型槽安装台1、支撑座2、压缩机旋转体3；
所述支撑座2为多个，分别安装在T型槽安装台1上；
所述压缩机旋转体3通过多个支撑座2固定支撑；
所述压缩机旋转体3用于固定压缩机本体，使得压缩机本体绕压缩机回转中心360°正反转动。
本发明技术方案一的特点和进一步的改进为：
(a)支撑座包括支座4、滚轮5、螺钉轴6、垫圈7、六角槽形螺母8，螺钉轴6穿插安装在支座4的支撑孔上，滚轮5套在螺钉轴6上，并由支座4的U型槽对其限制轴向移动，滚轮5可绕螺钉轴6自由转动，螺钉轴6伸出支撑孔的一端套有垫圈7，并用六角槽形螺母8固定。
(b)压缩机旋转体3包括滚动环a9、压缩机本体10、滚动环b11；
滚动环a9与滚动环b11的端面圆周上设有螺钉通孔，外圆圆周上设有滚动槽，滚动环a9用螺钉固定在压缩机本体10叶轮侧，滚动环b11用螺钉固定在压缩机本体10非叶轮侧一侧，滚动环a9、滚动环b11与压缩机本体连接。
(c)支撑座2用T型螺钉固定安装在T型槽安装台1上，横竖排各安装2个，共4个。
(d)支撑座2在压缩机轴向方向的安装距离根据压缩机旋转体3长度进行调整。
技术方案二：
一种磁悬浮离心压缩机用旋转检测方法，所述方法应用于技术方案一所述的检测装置中，述检测方法包括：
S1，在磁悬浮离心压缩机机芯装配过程中，在有间隙值要求的地方，在机芯转子处涂红胆粉，按装配次序进行压缩机机芯定子与转子的装配；
S2，装配完成后，将压缩机本体安装在旋转检测装置的压缩机旋转体上；
S3，旋转压缩机旋转体，并转动压缩机本体的转子；
S4，在转动压缩机本体的转子的过程中，将转子推到左右极限位置；
S5，检测压缩机机芯定子上是否有红胆粉，若没有，则表示压缩机转子与定子无干涉。
本发明技术方案二的特点和进一步的改进为：
(a)所述检测方法还包括：
每进行一步压缩机机芯定子与转子的零件装配，通过S3－S5的过程在旋转检测装置上进行检测，确认没有干涉后，进行下一步的压缩机机芯定子与转子的零件组装。
(b)将压缩机本体安装在旋转检测装置的压缩机旋转体上，具体为：
将压缩机本体10与滚动环a9、滚动环b11连接，将压缩机旋转体3放置在旋转装置上，两侧滚动环上的滚动槽卡在4个支撑座2的滚轮5上。
本发明通过设计一种磁悬浮离心压缩机用旋转检测装置，将现有磁悬浮离心压缩机机芯装配完成后，需对磁轴承通电间隙检查，改变为压缩机机芯装配过程中的模拟检测，模拟磁悬浮轴承由于某些原因突然失效时，高速旋转的转子跌落到保护轴承上，转子在全间隙范围内(转子与保护轴承之间的径向、轴向保护间隙)运转时，转子与定子没有干涉，从而保证压缩机在运转时磁悬浮轴承突然失效，转子高速跌落在保护轴承上这种极限位置时，压缩机的转子与定子不发生摩擦与碰撞，以确保压缩机安全运行。这样一种旋转检测装置，特别适用磁悬浮离心压缩机转子在极限位置运转时，检查叶轮等转子件与蜗壳等定子件是否还有间隙，而没有干涉的存在，且可360°全方位及轴向极限位置都可模拟检测。
附图说明
图1为磁悬浮离心压缩机用旋转检测装置结构图；
图2为图1的剖视图；
图3为转子正常悬浮转动状态图；
图4为转子跌落后在径向几种运动状态图；
图5为转子跌落后在径向几种运动状态图；
图6为转子跌落在保护轴承上手动转动及左右推动运动示意图；
图7为压缩机本体剖视图；
其中：1－T型槽安装台、2－支撑座、3－压缩机旋转体、4－支座、5－滚轮、6－螺钉轴、7－垫圈、8－六角槽形螺母、9－滚动环a、10－压缩机本体、11－滚动环b、12－壳体、13－电机定子、14－磁悬承轴承、15－电机转子、16－蜗壳、17－隔板、18－一级侧盖、19－叶轮、20－轴套、21－平衡盘。
具体实施方式
本发明解决了现有磁悬浮离心压缩机机芯装配完成后，需对压缩机通电悬浮才可检查转子与定子之间是否存在干涉；提供了一种适合磁悬浮离心压缩机机芯装配过程的模拟检测，模拟转子运转时突然失控，转子跌落在保护轴承上的极限状况，且转子在轴向上位于左或右极限位置时，转子在极限位置转动时，检查叶轮等转子件与蜗壳等定子件是否还有间隙，而没有干涉的存在。
本发明实施例提供一种磁悬浮离心压缩机用旋转检测装置，如图1所示，包括T型槽安装台1、支撑座2、压缩机旋转体3。
其中，如图2所示，所述支撑座2是由支座4、滚轮5、螺钉轴6、垫圈7、六角槽形螺母8组成，滚轮5套在螺钉轴6上，螺钉轴6穿插安装在支座4的支撑孔上，螺钉轴6伸出支座一端套有垫圈7，并用六角槽形螺母8固定。支撑座2由T型螺钉固定安装在T型槽安装台1上，横竖排各安装2个，共4个，且支撑座2在压缩机轴向方向上位置移动可调。
如图2所示，所述压缩机旋转体3包括滚动环a9、压缩机本体10、滚动环b11。滚动环a9与滚动环b11的圆周上设有螺钉通孔，外圆圆周上设有滚动槽，滚动环a9与滚动环b11用螺钉与压缩机本体10连接成一体组成压缩机旋转体3，所述压缩机旋转体3上的滚动槽卡在4个支撑座2的滚轮5上，用于压缩机机芯装配过程的旋转模拟检测。
所述滚轮5采用尼龙塑料制造，其自润滑性和耐磨性极好，且滚轮5的外圆采用圆弧面设计。而滚动环a9与滚动环b11是金属材料，非金属与金属材料的硬度差比较大，因此转动摩擦力会比较小，便于压缩机旋转体3的转动。另外可避免安装检测过程中滚动槽与滚轮5磕碰。
通常磁悬浮轴承系统中，设置了一套保护轴承，转子与保护轴承之间设有径向、轴向保护间隙，磁悬浮离心压缩机工作时，转子在正常悬浮转动过程中始终基本处在保护轴承的中心，如图3所示，该保护间隙分别小于对应的径向、轴向磁悬浮轴承定子与转子之间的气隙前者通常为后者的一半。这样设置间隙可以保证当磁悬浮轴承由于某些原因突然失效时，转子首先跌落到保护轴承上，避免了直接与磁悬浮轴承定子发生碰撞。
在磁悬浮离心压缩机机芯设计时，叶轮等转子件与蜗壳等定子件也分别设有径向和轴向间隙，且间隙值一般是分别大于转子与保护轴承的径向与轴向保护间隙。但是，当叶轮等转子件与蜗壳等定子件装配在压缩机上，由于零件尺寸公差与行为公差积累，不能保证转子高速跌落在保护轴承上这种极限位置时，叶轮等转子件与蜗壳等定子件不发生摩擦与碰撞。旋转检测装置就是一个模拟高速旋转的转子跌落到保护轴承上运转情况，模拟转子在与保护轴承的径向、轴向全间隙范围内运动时，检查叶轮等转子件与蜗壳等定子件没有干涉，从而保证压缩机运转安全。图4、图5是转子跌落在保护轴承上的运转状况图。
当磁悬浮离心压缩机放置在旋转检测装置上，压缩机是水平放置的，即转子轴向方向与地面平行。磁悬浮轴承是未通电状态，压缩机中的转子组件未悬浮，转子组件由于重力作用落在保护轴承上，由保护轴承支撑，转子可手动转动，且转子组件在轴向方向上可左右推动，左右推动距离是转子与保护轴承之间的轴向保护间隙值，如图6是转子跌落在保护轴承上手动转动及左右推动运动示意图。
如附图1所示，当手动滚动压缩机旋转体3转动时，由于压缩机旋转体3是绕压缩机回转中心在支撑座2的滚轮5上滚动而旋转，转子始终由于重力作用落在保护轴承最低处，且在旋转压缩机旋转体3时，可同时手动将转子推到轴向左右极限并转动转子组件，用此旋转检测装置模拟转子运转时突然失控，转子跌落在保护轴承上的极限状况，且转子在轴向上位于左或右极限位置时，从而实现模拟转子在极限位置转动时即转子在与保护轴承的径向、轴向全间隙范围内运动时，检查叶轮等转子件与蜗壳等定子件干涉情况，从而保证磁悬浮离心压缩机运行安全。
这样一种旋转检测装置，压缩机旋转体3可手动360°随意角度正反转动并及时停止转动。通过旋转检测装置，在磁悬浮离心压缩机机芯装配过程中，在有间隙值要求的地方，在机芯转子处涂红胆粉，再按装配次序进行机芯定子与转子的装配，每进行一步机芯定转子零件装配，便可通过在此旋转检测装置上进行检测，等确认没有干涉后，可进行下一步的机芯定转子零件的组装，可及时发现问题所在，并精确确定干涉所在位置。
如附图7所示，压缩机本体10测试体主要由壳体12、电机定子13、磁悬承轴承14、电机转子15、机芯定子包括蜗壳16、隔板17、一级侧盖18等、机芯转子包括叶轮19、轴套20、平衡盘21等组成。电机定子13、磁悬浮轴承14固定在壳体12上，电机转子15由磁悬浮轴承14上的保护轴承支撑与限位固定；机芯转子通过过渡轴与电机转子15连接，并用拉杆和螺母拉紧固定成一体组成压缩机转子；机芯定子相互之间以及与壳体12之间通过螺钉连接固定，机芯定子相互之间以及与壳体12之间通过密封圈密封。
装配时，如附图1所示，将支撑座2用T型螺钉，固定安装在T型槽安装台1上，横竖排各安装2个，共4个，且支撑座2在压缩机轴向方向的安装距离，可根据压缩机旋转体3长度进行调整。
在磁悬浮离心压缩机机芯装配过程中，在有间隙值要求的地方，在机芯转子处涂红胆粉，再按装配次序进行机芯定子与转子的装配，装配好的压缩机本体10与滚动环a9、滚动环b11连接组成压缩机旋转体3。旋转模拟检测时，通过吊装将压缩机本体10与滚动环a9、滚动环b11连接组成的压缩机旋转体3放置在旋转装置上，两侧滚动环上的滚动槽卡在4个支撑座2的滚轮5上，压缩机旋转体3可手动360°随意角度正反转动并及时停止转动。
当手动滚动压缩机旋转体3转动时，由于压缩机旋转体3是绕压缩机回转中心在支撑座2的滚轮5上滚动而旋转，转子始终由于重力作用落在保护轴承最低处，且在旋转压缩机旋转体3时，可同时手动将转子推到轴向左右极限并转动转子组件，用此旋转检测装置模拟转子运转时突然失控，转子跌落在保护轴承上的极限状况，且转子在轴向上位于左或右极限位置时，从而实现模拟转子在极限位置转动时即转子在与保护轴承的径向、轴向全间隙范围内运动时，检查叶轮等转子件与蜗壳等定子件干涉情况，从而保证磁悬浮离心压缩机运行安全。
每进行一步机芯定转子零件装配，便可通过在此旋转检测装置上进行检测，等确认没有干涉后，可进行下一步的机芯定转子零件的组装，可及时发现问题所在，并精确确定干涉所在位置。
本发明磁悬浮离心压缩机用旋转检测装置具有能够真实模拟磁悬浮离心压缩机转子在失控时，转子跌落在保护轴承上的运动状态。确保转子在此极限状况运转过程时，叶轮等转子件与蜗壳等定子件无干涉，从而保证压缩机在运转时磁悬浮轴承突然失效，转子高速跌落在保护轴承上这种极限位置时，压缩机的转子与定子不发生摩擦与碰撞，以确保压缩机安全运行。避免磁悬浮离心压缩机运转时出现安全事故。
本发明磁悬浮离心压缩机用旋转检测装置结构简单、合理，制造及安装方便，易操作，实用性好，可以广泛应用同类磁悬浮离心压缩机机芯装配干涉检测用，具有较大实用价值。
1)所述滚轮采用尼龙塑料制造，其自润滑性和耐磨性极好，且滚轮的外圆采用圆弧面设计。转动摩擦力比较小，便于压缩机旋转体的转动。另外可避免安装检测过程中滚动槽与滚轮磕碰。
2)通过旋转检测装置上压缩机旋转体可手动360°随意角度正反转动并及时停止转动，压缩机旋转体是绕压缩机回转中心在支撑座的滚轮上滚动而旋转；
3)通过旋转检测装置，在旋转压缩机旋转体时，同时手动将转子推到轴向左(右)极限并转动转子组件；
4)通过旋转检测装置能够真实模拟磁悬浮离心压缩机转子在失控时，转子跌落在保护轴承上的运动状态。
磁悬浮离心压缩机机芯装配过程中，通过旋转检测装置，检测出叶轮等转子与蜗壳等定子是否干涉，可及时发现问题所在，并精确确定干涉所在位置。
Claims (5)
1.一种磁悬浮离心压缩机用旋转检测方法，其特征在于，旋转检测装置包括T型槽安装台(1)、支撑座(2)、磁悬浮离心压缩机旋转体(3)；
所述支撑座(2)为多个，分别安装在T型槽安装台(1)上；
所述磁悬浮离心压缩机旋转体(3)通过多个支撑座(2)固定支撑；
所述磁悬浮离心压缩机旋转体(3)用于固定磁悬浮离心压缩机本体，使得磁悬浮离心压缩机本体绕磁悬浮离心压缩机回转中心360°正反转动；
支撑座包括支座(4)、滚轮(5)、螺钉轴(6)、垫圈(7)、六角槽形螺母(8)，螺钉轴(6)穿插安装在支座(4)的支撑孔上，滚轮(5)套在螺钉轴(6)上，并由支座(4)的U型槽对滚轮(5)限制轴向移动，滚轮(5)可绕螺钉轴(6)自由转动，螺钉轴(6)伸出支撑孔的一端套有垫圈(7)，并用六角槽形螺母(8)固定；
磁悬浮离心压缩机旋转体(3)包括滚动环a(9)、磁悬浮离心压缩机本体(10)、滚动环b(11)；
滚动环a(9)与滚动环b(11)的端面圆周上设有螺钉通孔，外圆圆周上设有滚动槽，滚动环a(9)用螺钉固定在磁悬浮离心压缩机本体(10)叶轮侧，滚动环b(11)用螺钉固定在磁悬浮离心压缩机本体(10)非叶轮侧一侧，滚动环a(9)、滚动环b(11)与磁悬浮离心压缩机本体连接；
采用所述旋转检测装置对磁悬浮离心压缩机进行旋转检测的方法，包括：
S1，在磁悬浮离心压缩机机芯装配过程中，在有间隙值要求的地方，在机芯转子处涂红胆粉，按装配次序进行磁悬浮离心压缩机机芯定子与转子的装配；
S2，装配完成后，将磁悬浮离心压缩机本体安装在旋转检测装置的磁悬浮离心压缩机旋转体上；
S3，旋转磁悬浮离心压缩机旋转体，并转动磁悬浮离心压缩机本体的转子；
S4，在转动磁悬浮离心压缩机本体的转子的过程中，将转子推到左右极限位置；
S5，检测磁悬浮离心压缩机机芯定子上是否有红胆粉，若没有，则表示磁悬浮离心压缩机转子与定子无干涉。
2.根据权利要求1所述的一种磁悬浮离心压缩机用旋转检测方法，其特征在于，
支撑座(2)用T型螺钉固定安装在T型槽安装台(1)上，横竖排各安装2个，共4个。
3.根据权利要求2所述的一种磁悬浮离心压缩机用旋转检测方法，其特征在于，支撑座(2)在磁悬浮离心压缩机轴向方向的安装距离根据磁悬浮离心压缩机旋转体(3)长度进行调整。
4.根据权利要求1所述的一种磁悬浮离心压缩机用旋转检测方法，其特征在于，所述检测方法还包括：
每进行一步压缩机机芯定子与转子的零件装配，通过S3－S5的过程在旋转检测装置上进行检测，确认没有干涉后，进行下一步的压缩机机芯定子与转子的零件组装。
5.根据权利要求1所述的一种磁悬浮离心压缩机用旋转检测方法，其特征在于，将磁悬浮离心压缩机本体安装在旋转检测装置的磁悬浮离心压缩机旋转体上，具体为：
将磁悬浮离心压缩机本体(10)与滚动环a(9)、滚动环b(11)连接，将磁悬浮离心压缩机旋转体(3)放置在旋转装置上，两侧滚动环上的滚动槽卡在4个支撑座(2)的滚轮(5)上，所述旋转装置由T型槽安装台(1)和支撑座(2)组成。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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