CN113688472A - 一种主泵电机推力轴承间隙获取方法及系统 - Google Patents

一种主泵电机推力轴承间隙获取方法及系统 Download PDF

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CN113688472A CN202110901512.5A CN202110901512A CN113688472A CN 113688472 A CN113688472 A CN 113688472A CN 202110901512 A CN202110901512 A CN 202110901512A CN 113688472 A CN113688472 A CN 113688472A
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Abstract

本发明提供一种主泵电机推力轴承间隙获取方法，包括基于预设的推力轴承间隙测量工装，并结合推力瓦负载与形变呈线性关系，确定出主泵电机转子位移与千斤顶载荷之间的线性回归方程；获取千斤顶每次施加小于主泵电机转子重量的载荷大小及对应抬升主泵电机转子的位移量，以及获取千斤顶每次施加大于主泵电机转子重量的载荷及对应抬升主泵电机转子的位移量，并对线性回归方程进行推导，得到推力头分别与上下推力瓦面接触时的载荷与位移回归方程；将主泵电机转子重量分别代入上述两个载荷与位移回归方程中进行计算，并将二者计算结果之差取正作为推力轴承间隙输出。实施本发明，考虑了推力瓦形变因素，确保测量结果相对真值更准确。

Description

一种主泵电机推力轴承间隙获取方法及系统
技术领域
本发明涉及核电调试检修技术领域，尤其涉及一种主泵电机推力轴承间隙获取方法及系统。
背景技术
主泵电机推力轴承为双向推力轴承，且每个推力轴承的轴向推力均由上下部各8块安装在托瓦上的巴氏合金瓦来承受，使得推力负荷均布到每块瓦上。推力头位于上下推力瓦之间，一旦推力头与上下推力瓦之中一个接触时，就会与另一推力瓦存在一定的间隙，且该间隙与承载力大小及瓦温高低密切相关。因此，在机组大修期间执行主泵电机全解时，有必要对该间隙进行测量。
传统的主泵电机推力轴承间隙测量方法为：取转子位移量突变前后的载荷平台(如140/160kN)所对应位移值，二者之差即为推力轴承间隙，但该方法未考虑推力瓦形变因素，导致测量结果相对真值偏大。
有鉴于此，有必要对传统的主泵电机推力轴承间隙测量方法进行改进。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种主泵电机推力轴承间隙获取方法及系统，考虑了推力瓦形变因素，确保测量结果相对真值更准确。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种主泵电机推力轴承间隙获取方法，所述方法包括以下步骤：
基于预设的推力轴承间隙测量工装，并结合推力瓦负载与形变呈线性关系，确定出主泵电机转子位移与千斤顶载荷之间的线性回归方程；其中，所述预设的推力轴承间隙测量工装中，所述千斤顶与所述主泵电机转子抵靠并承载所述主泵电机转子的全部重量，且由所述千斤顶施加载荷来抬升所述主泵电机转子的位移；
获取所述千斤顶每一次施加小于主泵电机转子重量的载荷大小及对应抬升所述主泵电机转子的位移量，以及获取所述千斤顶每一次施加大于所述主泵电机转子重量的载荷大小及对应抬升所述主泵电机转子的位移量，并对所确定的线性回归方程进行推导，得到推力头与下推力瓦面接触时的载荷与位移回归方程，以及推力头与上推力瓦面接触时的载荷与位移回归方程；
将所述主泵电机转子重量分别代入所述推力头与下推力瓦面接触时的载荷与位移回归方程以及所述推力头与上推力瓦面接触时的载荷与位移回归方程中进行计算，并将二者计算结果之差取正作为推力轴承间隙输出。
其中，所述推力头与下推力瓦面接触时的载荷与位移回归方程是基于所确定的线性回归方程，通过最小二乘法对所述千斤顶每一次施加小于所述主泵电机转子重量的载荷大小及对应抬升所述主泵电机转子的位移量推导得到的。
其中，所述推力头与上推力瓦面接触时的载荷与位移回归方程是基于所确定的线性回归方程，通过最小二乘法对所述千斤顶每一次施加大于所述主泵电机转子重量的载荷大小及对应抬升所述主泵电机转子的位移量推导得到的。
其中，所述主泵电机转子重量为153kN。
其中，所述方法进一步包括：
预先安装有所述推力轴承间隙测量工装，所述推力轴承间隙测量工装包括电机座架、槽钢、所述千斤顶、所述主泵电机和4只百分表；其中，
在所述主泵电机靠背轮中心螺孔上安装钢球顶心专用工具，且所述千斤顶的中心线应与所述主泵电机转子中心线重合；
在所述主泵电机靠背轮上架设有所述4只百分表并互成900，且触头指针与靠背轮背上平面接触并归零。
其中，所述主泵电机转子的位移是通过读取所述4只百分表的读数并取平均来获得的。
本发明实施例还提供了一种主泵电机推力轴承间隙获取系统，包括基础线性回归方程确定单元、上下推力瓦面回归方程推导单元和推力轴承间隙输出单元；其中，
所述基础线性回归方程确定单元，用于基于预设的推力轴承间隙测量工装，并结合推力瓦负载与形变呈线性关系，确定出主泵电机转子位移与千斤顶载荷之间的线性回归方程；其中，所述预设的推力轴承间隙测量工装中，所述千斤顶与所述主泵电机转子抵靠并承载所述主泵电机转子的全部重量，且由所述千斤顶施加载荷来抬升所述主泵电机转子的位移；
所述上下推力瓦面回归方程推导单元，用于获取所述千斤顶每一次施加小于主泵电机转子重量的载荷大小及对应抬升所述主泵电机转子的位移量，以及获取所述千斤顶每一次施加大于所述主泵电机转子重量的载荷大小及对应抬升所述主泵电机转子的位移量，并对所确定的线性回归方程进行推导，得到推力头与下推力瓦面接触时的载荷与位移回归方程，以及推力头与上推力瓦面接触时的载荷与位移回归方程；
所述推力轴承间隙输出单元，用于将所述主泵电机转子重量分别代入所述推力头与下推力瓦面接触时的载荷与位移回归方程以及所述推力头与上推力瓦面接触时的载荷与位移回归方程中进行计算，并将二者计算结果之差取正作为推力轴承间隙输出。
其中，所述主泵电机转子重量为153kN。
其中，还包括：预设单元；其中，
所述预设单元，用于预先安装有所述推力轴承间隙测量工装，所述推力轴承间隙测量工装包括电机座架、槽钢、所述千斤顶、所述主泵电机和4只百分表；其中，
在所述主泵电机靠背轮中心螺孔上安装钢球顶心专用工具，且所述千斤顶的中心线应与所述主泵电机转子中心线重合；
在所述主泵电机靠背轮上架设有所述4只百分表并互成900，且触头指针与靠背轮背上平面接触并归零。
其中，所述主泵电机转子的位移是通过读取所述4只百分表的读数并取平均来获得的。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
本发明在计算推力轴承间隙的过程中，基于推力轴承间隙测量工装，并结合推力瓦负载与形变呈线性关系，建立了电机转子位移与千斤顶载荷之间的数学模型(如线性回归方程)，通过获取千斤顶各载荷平台下电机转子的位移值来推导出推力头分别于上下推力瓦面接触时的载荷与位移回归方程，且进一步以转子重力代入推导出的两个载荷与位移回归方程中，求得推力轴承间隙，从而考虑了推力瓦的形变因素，使得结果相对传统测量计算方法准确。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
图1为本发明实施例提供的一种主泵电机推力轴承间隙获取方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种主泵电机推力轴承间隙获取方法中推力轴承间隙测量工装的局部结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种主泵电机推力轴承间隙获取方法中主泵电机转子位移与千斤顶载荷之间关联的曲线图；
图4为本发明实施例提供的一种主泵电机推力轴承间隙获取系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
如图1所示，为本发明实施例中，发明人提供的一种主泵电机推力轴承间隙获取方法，所述方法包括以下步骤：
步骤S1、基于预设的推力轴承间隙测量工装，并结合推力瓦负载与形变呈线性关系，确定出主泵电机转子位移与千斤顶载荷之间的线性回归方程；其中，所述预设的推力轴承间隙测量工装中，所述千斤顶与所述主泵电机转子抵靠并承载所述主泵电机转子的全部重量，且由所述千斤顶施加载荷来抬升所述主泵电机转子的位移；
具体过程为，在步骤S1之前，如图2所示，预先安装有推力轴承间隙测量工装，该推力轴承间隙测量工装包括电机座架、槽钢、千斤顶、主泵电机和4只百分表(未图示)；其中，在主泵电机靠背轮中心螺孔上安装钢球顶心专用工具，且千斤顶的中心线应与主泵电机转子中心线重合；在主泵电机靠背轮上架设有4只百分表并互成90°，且触头指针与靠背轮背上平面接触并归零。其中，主泵电机转子的位移是通过读取4只百分表的读数并取平均来获得的。
发明人发现，传统测量前的主泵电机转子重量全部由下推力瓦承受，使得下推力瓦形变，且测量时随着下推力瓦受力减小，会使得自身形变减小，因此在推力轴承间隙测量工装测量时，千斤顶对主泵电机转子施加载荷，主泵电机转子部分重量由千斤顶承受，随着千斤顶载荷增加，可提升主泵电机转子位移，从而能模拟下推力瓦随受力减小而形变减小的场景。
考虑到传统测量时下推力瓦形变恢复而推力头与上推力瓦面存在间隙，以及推力头与上推力瓦面接触而造成上推力瓦面形变增大的情景，因此在推力轴承间隙测量工装测量时，通过千斤顶载荷等于主泵电机转子重量，模拟出下推力瓦形变恢复的场景，同时千斤顶继续增大载荷，进一步模拟出推力头与上推力瓦面存在间隙而造成位移量发生突变的场景，以及千斤顶载荷大于主泵电机转子重量，模拟出推力头与上推力瓦面接触而形变增大的场景。
发明人还发现，弹性模量反映材料的刚度，是度量物体在弹性范围内受力时变形大小的常数，因此在应力-应变的起始阶段，推力瓦压缩模量为常数，该推力瓦压缩模量公式如下：
Figure BDA0003199945600000051
式中，E为推力瓦压缩模量，Pa；σ为应力，Pa；ε为应变；F为推力瓦负载，N；A为推力瓦总面积，m2；h为推力瓦厚度，m；Δh为推力瓦形变，m。
由此可得，推力瓦负载与形变呈线性关系。若忽略千斤顶支撑的形变，进而可得千斤顶载荷与电机转子位移量呈线性关系，从而确定出主泵电机转子位移与千斤顶载荷之间的线性回归方程，即y＝kx+b。
步骤S2、获取所述千斤顶每一次施加小于主泵电机转子重量的载荷大小及对应抬升所述主泵电机转子的位移量，以及获取所述千斤顶每一次施加大于所述主泵电机转子重量的载荷大小及对应抬升所述主泵电机转子的位移量，并对所确定的线性回归方程进行推导，得到推力头与下推力瓦面接触时的载荷与位移回归方程，以及推力头与上推力瓦面接触时的载荷与位移回归方程；
具体过程为，测量并记录在千斤顶各载荷平台下主泵电机转子的位移量。在一个例子中，用千斤顶抬升主泵电机转子的位移量，依次施加载荷：40－60－80－100－110－120－140－160－180－200kN，建立千斤顶载荷与主泵电机转子的位移量关系表(如下表1所示)，并根据表1，绘制载荷-位移曲线(如图3所示)。
表1
Figure BDA0003199945600000061
由于主泵电机转子重量为153kN，因此载荷40kN～140kN及对应的y1～y7，对应为推力头与下推力瓦面接触时的载荷与位移关系；而载荷160kN～200kN及对应的y8～y10，对应为推力头与上推力瓦面接触时的载荷与位移关系。
根据线性回归方程，推导出推力头与下推力瓦面接触时的载荷与位移回归方程为：
y1＝k1x+b1 (2)
其中，
Figure BDA0003199945600000062
Figure BDA0003199945600000063
为x1～x7求平均。
根据线性回归方程，推导出推力头与上推力瓦面接触时的载荷与位移回归方程为：
y2＝k2x+b2 (3)
其中，
Figure BDA0003199945600000064
Figure BDA0003199945600000065
为x8～x10求平均。
由此可见，推力头与下推力瓦面接触时的载荷与位移回归方程是基于所确定的线性回归方程，通过最小二乘法对千斤顶每一次施加小于主泵电机转子重量的载荷大小及对应抬升主泵电机转子的位移量推导得到的；
推力头与上推力瓦面接触时的载荷与位移回归方程是基于所确定的线性回归方程，通过最小二乘法对千斤顶每一次施加大于主泵电机转子重量的载荷大小及对应抬升主泵电机转子的位移量推导得到的。
步骤S3、将所述主泵电机转子重量分别代入所述推力头与下推力瓦面接触时的载荷与位移回归方程以及所述推力头与上推力瓦面接触时的载荷与位移回归方程中进行计算，并将二者计算结果之差取正作为推力轴承间隙输出。
具体过程为，将主泵电机转子重量代入回归方程(2)和(3)中，求解推力轴承间隙，即将x＝153分别代入方程(2)和方程(3)中，可得y1、y2，并将|y2-y1|作为推力轴承间隙输出。
如图4所示，为本发明实施例中，提供的一种主泵电机推力轴承间隙获取系统，包括基础线性回归方程确定单元110、上下推力瓦面回归方程推导单元120和推力轴承间隙输出单元130；其中，
所述基础线性回归方程确定单元110，用于基于预设的推力轴承间隙测量工装，并结合推力瓦负载与形变呈线性关系，确定出主泵电机转子位移与千斤顶载荷之间的线性回归方程；其中，所述预设的推力轴承间隙测量工装中，所述千斤顶与所述主泵电机转子抵靠并承载所述主泵电机转子的全部重量，且由所述千斤顶施加载荷来抬升所述主泵电机转子的位移；
所述上下推力瓦面回归方程推导单元120，用于获取所述千斤顶每一次施加小于主泵电机转子重量的载荷大小及对应抬升所述主泵电机转子的位移量，以及获取所述千斤顶每一次施加大于所述主泵电机转子重量的载荷大小及对应抬升所述主泵电机转子的位移量，并对所确定的线性回归方程进行推导，得到推力头与下推力瓦面接触时的载荷与位移回归方程，以及推力头与上推力瓦面接触时的载荷与位移回归方程；
所述推力轴承间隙输出单元130，用于将所述主泵电机转子重量分别代入所述推力头与下推力瓦面接触时的载荷与位移回归方程以及所述推力头与上推力瓦面接触时的载荷与位移回归方程中进行计算，并将二者计算结果之差取正作为推力轴承间隙输出。
其中，所述主泵电机转子重量为153kN。
其中，还包括：预设单元；其中，
所述预设单元，用于预先安装有所述推力轴承间隙测量工装，所述推力轴承间隙测量工装包括电机座架、槽钢、所述千斤顶、所述主泵电机和4只百分表；其中，
在所述主泵电机靠背轮中心螺孔上安装钢球顶心专用工具，且所述千斤顶的中心线应与所述主泵电机转子中心线重合；
在所述主泵电机靠背轮上架设有所述4只百分表并互成90°，且触头指针与靠背轮背上平面接触并归零。
其中，所述主泵电机转子的位移是通过读取所述4只百分表的读数并取平均来获得的。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
本发明在计算推力轴承间隙的过程中，基于推力轴承间隙测量工装，并结合推力瓦负载与形变呈线性关系，建立了电机转子位移与千斤顶载荷之间的数学模型(如线性回归方程)，通过获取千斤顶各载荷平台下电机转子的位移值来推导出推力头分别于上下推力瓦面接触时的载荷与位移回归方程，且进一步以转子重力代入推导出的两个载荷与位移回归方程中，求得推力轴承间隙，从而考虑了推力瓦的形变因素，使得结果相对传统测量计算方法准确。
值得注意的是，上述系统实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘、光盘等。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种主泵电机推力轴承间隙获取方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
基于预设的推力轴承间隙测量工装，并结合推力瓦负载与形变呈线性关系，确定出主泵电机转子位移与千斤顶载荷之间的线性回归方程；其中，所述预设的推力轴承间隙测量工装中，所述千斤顶与所述主泵电机转子抵靠并承载所述主泵电机转子的全部重量，且由所述千斤顶施加载荷来抬升所述主泵电机转子的位移；
获取所述千斤顶每一次施加小于主泵电机转子重量的载荷大小及对应抬升所述主泵电机转子的位移量，以及获取所述千斤顶每一次施加大于所述主泵电机转子重量的载荷大小及对应抬升所述主泵电机转子的位移量，并对所确定的线性回归方程进行推导，得到推力头与下推力瓦面接触时的载荷与位移回归方程，以及推力头与上推力瓦面接触时的载荷与位移回归方程；
将所述主泵电机转子重量分别代入所述推力头与下推力瓦面接触时的载荷与位移回归方程以及所述推力头与上推力瓦面接触时的载荷与位移回归方程中进行计算，并将二者计算结果之差取正作为推力轴承间隙输出。
2.如权利要求1所述的主泵电机推力轴承间隙获取方法，其特征在于，所述推力头与下推力瓦面接触时的载荷与位移回归方程是基于所确定的线性回归方程，通过最小二乘法对所述千斤顶每一次施加小于所述主泵电机转子重量的载荷大小及对应抬升所述主泵电机转子的位移量推导得到的。
3.如权利要求1所述的主泵电机推力轴承间隙获取方法，其特征在于，所述推力头与上推力瓦面接触时的载荷与位移回归方程是基于所确定的线性回归方程，通过最小二乘法对所述千斤顶每一次施加大于所述主泵电机转子重量的载荷大小及对应抬升所述主泵电机转子的位移量推导得到的。
4.如权利要求1所述的主泵电机推力轴承间隙获取方法，其特征在于，所述主泵电机转子重量为153kN。
5.如权利要求1所述的主泵电机推力轴承间隙获取方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
预先安装有所述推力轴承间隙测量工装，所述推力轴承间隙测量工装包括电机座架、槽钢、所述千斤顶、所述主泵电机和4只百分表；其中，
在所述主泵电机靠背轮中心螺孔上安装钢球顶心专用工具，且所述千斤顶的中心线应与所述主泵电机转子中心线重合；
在所述主泵电机靠背轮上架设有所述4只百分表并互成90°，且触头指针与靠背轮背上平面接触并归零。
6.如权利要求5所述的主泵电机推力轴承间隙获取方法，其特征在于，所述主泵电机转子的位移是通过读取所述4只百分表的读数并取平均来获得的。
7.一种主泵电机推力轴承间隙获取系统，其特征在于，包括基础线性回归方程确定单元、上下推力瓦面回归方程推导单元和推力轴承间隙输出单元；其中，
所述基础线性回归方程确定单元，用于基于预设的推力轴承间隙测量工装，并结合推力瓦负载与形变呈线性关系，确定出主泵电机转子位移与千斤顶载荷之间的线性回归方程；其中，所述预设的推力轴承间隙测量工装中，所述千斤顶与所述主泵电机转子抵靠并承载所述主泵电机转子的全部重量，且由所述千斤顶施加载荷来抬升所述主泵电机转子的位移；
所述上下推力瓦面回归方程推导单元，用于获取所述千斤顶每一次施加小于主泵电机转子重量的载荷大小及对应抬升所述主泵电机转子的位移量，以及获取所述千斤顶每一次施加大于所述主泵电机转子重量的载荷大小及对应抬升所述主泵电机转子的位移量，并对所确定的线性回归方程进行推导，得到推力头与下推力瓦面接触时的载荷与位移回归方程，以及推力头与上推力瓦面接触时的载荷与位移回归方程；
所述推力轴承间隙输出单元，用于将所述主泵电机转子重量分别代入所述推力头与下推力瓦面接触时的载荷与位移回归方程以及所述推力头与上推力瓦面接触时的载荷与位移回归方程中进行计算，并将二者计算结果之差取正作为推力轴承间隙输出。
8.如权利要求7所述的主泵电机推力轴承间隙获取系统，其特征在于，所述主泵电机转子重量为153kN。
9.如权利要求7所述的主泵电机推力轴承间隙获取系统，其特征在于，还包括：预设单元；其中，
所述预设单元，用于预先安装有所述推力轴承间隙测量工装，所述推力轴承间隙测量工装包括电机座架、槽钢、所述千斤顶、所述主泵电机和4只百分表；其中，
在所述主泵电机靠背轮中心螺孔上安装钢球顶心专用工具，且所述千斤顶的中心线应与所述主泵电机转子中心线重合；
在所述主泵电机靠背轮上架设有所述4只百分表并互成90°，且触头指针与靠背轮背上平面接触并归零。
10.如权利要求9所述的主泵电机推力轴承间隙获取系统，其特征在于，所述主泵电机转子的位移是通过读取所述4只百分表的读数并取平均来获得的。
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