CN114034947B - 组合垫式阶梯型键相调试装置及调试方法 - Google Patents

Abstract

组合垫式阶梯型键相调试装置及调试方法，包括厚度依次增加的第一垫块、第二垫块和第三垫块，第一垫块嵌于第二垫块内并与其转动连接，第二垫块嵌于第三垫块内并与其转动连接，第二垫块转动可使其部分置于第三垫块外，当第一垫块和第二垫块分别处于嵌接的极限位置时，第一垫块、第二垫块和第三垫块组成长方体。通过将不同厚度第一垫块、第二垫块和第三垫块进行嵌接，形成不同距离的键相信号调整梯队，整体可以完成三种不同形式的距离调整，针对不同类型的电涡流传感器，在第二垫块和第三垫块设置弹性橡胶垫，留有调整的余量，可以进行多次的调整调试，且三个垫块通过转动结构，能够形成一个整体的长方体，方便携带，适合在水轮机调试领域推广使用。

Description

组合垫式阶梯型键相调试装置及调试方法

技术领域

本发明涉及水轮机调试领域，具体涉及一种组合垫式阶梯型键相调试装置及调试方法。

背景技术

键相信号不仅为水轮机提供转速信号，也提供机组频率和相位的参考点，是水轮发电机组在线监测系统最重要的信号。因此在机组启动调试时一般都由最有经验的人员去安装调试该信号，才能保证机组的一次性试验成功。

水电厂通常采用塞尺法+电测法调试键相传感器。

1、至少选用厚度在10mm以上的塞尺一组，各塞尺片的精度为0.01mm-1mm不等。选用合适的n片塞尺片去模拟键相片的厚度。记录n片塞尺片的数量和各自的厚度。总厚度记为A。

2、根据所使用的的电涡流传感器的中性点（记为B，国产传感器一般为1.5mm，进口传感器一般为2.5mm），重新选择一组塞尺数，是塞尺的厚度为A+B-η, η为调节系数，经验值取（0.3mm-0.5mm）。

3、用A+B-η的总厚度作为电涡流传感器的安装距离。安装完毕应检查，保证A+B-η厚度的塞尺片勉强通过传感器和大轴间的空隙，不能过紧也不能过松。

4、给电涡流传感器正确通电后，再用厚度为A的塞尺片组模拟键相片的厚度，紧贴大轴划过传感器正前方，观察电涡流传感器输出电压的变化，若不满足键相信号阈值的要求，需要重新调整电涡流传感器的安装距离。

5、由于目前主流的电涡流传感器均为一体化探头，探头中包含集成电路等高精尖技术，塞尺和电涡流传感器在过盈配合的情况下反复多次划过传感器的表面，很容易造成传感器探头的损坏（探头的成本占传感器成本的80%以上）。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种组合垫式阶梯型键相调试装置及调试方法，可以安全、快速、准确的完成键相传感器的调试，且能够随身携带，方便对多个水轮机组进行转场调试。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

组合垫式阶梯型键相调试装置，包括厚度依次增加的第一垫块、第二垫块和第三垫块，第一垫块嵌于第二垫块内并与其转动连接，第一垫块转动可使其部分置于第二垫块外，第二垫块嵌于第三垫块内并与其转动连接，第二垫块转动可使其部分置于第三垫块外，当第一垫块和第二垫块分别处于嵌接转动一端的极限位置时，第一垫块、第二垫块和第三垫块组成长方体。

上述的第二垫块上端面设有固定连接的第一弹性橡胶垫，第三垫块上端面设有固定连接的第二弹性橡胶垫。

上述的第一垫块由等厚等长的第一垫块长方体和第一垫块转动结合体组成，第一垫块长方体为长方体结构，第一垫块转动结合体为两端设有圆弧过渡面的长方体，第一垫块转动结合体一端设有向外凸出的转动导向圆弧凸台，转动导向圆弧凸台内设有与圆弧同轴的转动孔，第一垫块转动结合体另一端设有圆弧台，圆弧台与第一垫块长方体的交界处圆弧面与长方体端面相切；

转动孔与第二垫块转动连接，转动导向圆弧凸台与第二垫块滑动接触，圆弧台与第二垫块内嵌处形状匹配。

上述的第二垫块有等厚等长的第二垫块结合长方体和第二垫块转动结合体组成，第二垫块结合长方体一端设有第二垫块转动结合槽，第一垫块内嵌于第二垫块转动结合槽并与之转动连接，第一垫块和第二垫块结合长方体可组成长方体，第二垫块转动结合体结构与第一垫块转动结合体相同并与第三垫块转动嵌接。

上述的第二垫块转动结合槽由垫板下端及内侧的两面组成三面封闭三面开放的槽体，垫板一端设有和转动孔转动连接的转动柱，转动柱端部与转动孔进行限位，靠近转动柱的内侧面设有转动导向圆弧凹槽，转动导向圆弧凹槽与转动导向圆弧凸台滑动接触，第二垫块转动结合槽远离转动柱一端设有和圆弧台匹配的圆弧凹槽，当圆弧台和圆弧凹槽贴合在一起时，第一垫块与第二垫块结合长方体组成长方体。

上述的第三垫块由等厚等长的第三垫块结合长方体和第三垫块长方体组成，第三垫块长方体为长方体，第三垫块结合长方体一端设有第三垫块转动结合槽，第三垫块转动结合槽结构与第二垫块转动结合槽相同并与第二垫块转动嵌接。

上述的第二垫块转动结合槽和第三垫块转动结合槽的垫板上都设有限位支撑柱，与限位支撑柱位置对应的第一垫块转动结合体和第二垫块转动结合体处设有弧形限位槽，第一弹性橡胶垫上设有与第二垫块上弧形限位槽对应的弧形缺口，限位支撑柱下端面与所属垫块下端面平齐。

上述的第二垫块上端面设有支撑台，转动孔贯穿支撑台，支撑台厚度不小于第一弹性橡胶垫的厚度。

优选的方案中，上述的第一垫块、第二垫块和第三垫块之间的圆弧台、圆弧凹槽处具有磁性，第一垫块、第二垫块和第三垫块下端面平齐；

第一垫块长方体和第二垫块结合长方体的外端面上设有隐藏式拉杆装置，隐藏式拉杆装置包括拉杆隐藏槽，拉杆隐藏槽内设有转轴，拉杆与转轴转动连接，拉杆可内置于拉杆隐藏槽内。

上述的第二垫块和第三垫块的转动柱、限位支撑柱内设有橡胶垫安装孔，用于对第一弹性橡胶垫和第二弹性橡胶垫进行固定。

使用上述组合垫式阶梯型键相调试装置的调试方法，调试的步骤为：

步骤一、检查确保机组处于停机状态，将电涡流传感器与示波器连接，示波器调到电压档；

步骤二、松开电涡流传感器与安装支架的连接，根据电涡流传感器的类型选取对应的垫块，将垫块紧贴水轮机大轴防止在电涡流传感器下方，然后电涡流传感器调整伸出直到电涡流传感器端部接触垫块或者橡胶垫，观察示波器上电涡流传感器上输出电压的变化，若此时键相信号满足阈值要求，则针对此时位置对电涡流传感器进行固定，若此时键相信号不满足阈值要求，则调整电涡流传感器靠近或者远离相应垫块或者橡胶垫，知道信号满足要求时对电为我留传感器进行固定；

步骤三、将调整好的电涡流传感器位置进行标记，方便维修时拆卸还原，拿出下方的垫块，将垫块恢复到长方体状态并收纳，将示波器与电涡流传感器分离，调试完成。

本发明提供的一种组合垫式阶梯型键相调试装置及调试方法，通过将不同厚度第一垫块、第二垫块和第三垫块进行嵌接，形成不同距离的键相信号调整梯队，整体可以完成三种不同形式的距离调整，针对不同类型的电涡流传感器，在第二垫块和第三垫块设置弹性橡胶垫，留有调整的余量，可以进行多次的调整调试，且三个垫块通过转动结构，能够形成一个整体的长方体，方便携带，适合在水轮机调试领域推广使用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的正向放置结构图；

图2为本发明的反向放置结构图；

图3为本发明的仰视图；

图4为本发明的爆炸视图；

图5为第一垫块反向放置结构示意图；

图6为第二垫块反向放置结构示意图；

图7为第二垫块正向放置结构示意图；

图8为第三垫块反向放置结构示意图；

图9为第三垫块正向放置结构示意图；

图10为第一垫块和第二垫块结合反向放置示意图；

图11为第一垫块、第二垫块和第三垫块结合反向放置示意图；

图12为第一垫块进行调试时的示意图；

图13为第二垫块进行调试时的示意图；

图14为优选的第一垫块结构俯视图；

图15为优选的第一垫块解耦股侧视图；

图16为实施例中键相调整的原理示意图。

图中：第一垫块1、第一垫块长方体101、第一垫块转动结合体102、第二垫块2、第二垫块结合长方体201、第二垫块转动结合槽202、第二垫块转动结合体203、第三垫块3、第三垫块结合长方体301、第三垫块转动结合槽302、第三垫块长方体303、第一弹性橡胶垫4、第二弹性橡胶垫5、转动导向圆弧凸台6、转动孔7、圆弧台8、弧形限位槽9、转动柱10、限位支撑柱11、转动导向圆弧凹槽12、圆弧凹槽13、橡胶垫安装孔14、支撑台15、拉杆隐藏槽16、拉杆17、转轴18、垫板19。

具体实施方式

如图1-3中所示，组合垫式阶梯型键相调试装置，包括厚度依次增加的第一垫块1、第二垫块2和第三垫块3，第一垫块1嵌于第二垫块2内并与其转动连接，第一垫块1转动可使其部分置于第二垫块2外，第二垫块2嵌于第三垫块3内并与其转动连接，第二垫块2转动可使其部分置于第三垫块3外，当第一垫块1和第二垫块2分别处于嵌接转动一端的极限位置时，第一垫块1、第二垫块2和第三垫块3组成长方体；当需要用第一垫块1的厚度进行调试时，将第一垫块1转出，将第一垫块1置于转轴和电涡流传感器之间，电涡流传感器传感端抵住第一垫块1上端面，则电涡流传感器的键相信号距离即为第一垫块1的厚度，同理，可用第二垫块2和第三垫块3的厚度对键相信号进行调试。

如图4中所示，上述的第二垫块2上端面设有固定连接的第一弹性橡胶垫4，第三垫块3上端面设有固定连接的第二弹性橡胶垫5，根据电涡流传感器的中性点距离不同，通过在第二垫块2和第三垫块3上设置橡胶垫，电涡流传感器抵住橡胶垫还有一定的调整空间，便于根据接收到的传感器信号进行距离调整，且橡胶材质对传感器表面刮擦磨损小，对传感器进行了保护。

如图5中所示，上述的第一垫块1由等厚等长的第一垫块长方体101和第一垫块转动结合体102组成，第一垫块长方体101为长方体结构，第一垫块转动结合体102为两端设有圆弧过渡面的长方体，第一垫块转动结合体102一端设有向外凸出的转动导向圆弧凸台6，转动导向圆弧凸台6内设有与圆弧同轴的转动孔7，第一垫块转动结合体102另一端设有圆弧台8，圆弧台8与第一垫块长方体101的交界处圆弧面与长方体端面相切；通过转动孔7和转动导向圆弧凸台6，可使第一垫块1绕转动孔7轴心进行旋转使其伸出或者缩回，通过设置圆弧台8及其与端面相切的属性，使得第一垫块1完全缩回的过程中，第一垫块转动结合体102的端部不至于与第二垫块2发生干涉，优选地，第一垫块转动结合体102截面为1/4圆形；

转动孔7与第二垫块2转动连接，转动导向圆弧凸台6与第二垫块2滑动接触，圆弧台8与第二垫块2内嵌处形状匹配。

如图6、7、10中所示，上述的第二垫块2有等厚等长的第二垫块结合长方体201和第二垫块转动结合体203组成，第二垫块结合长方体201一端设有第二垫块转动结合槽202，第一垫块1内嵌于第二垫块转动结合槽202并与之转动连接，第一垫块1和第二垫块结合长方体201可组成长方体，第二垫块转动结合体203结构与第一垫块转动结合体102相同并与第三垫块3转动嵌接；

第二垫块2为中间过渡体，既要将第一垫块1内置，本省也要内置于第三垫块3内，第二垫块结合长方体201和第二垫块转动结合体203就分别完成上述两个任务。

如图6中所示，上述的第二垫块转动结合槽202由垫板19下端及内侧的两面组成三面封闭三面开放的槽体，垫板19一端设有和转动孔7转动连接的转动柱10，转动柱10端部与转动孔7进行限位，靠近转动柱10的内侧面设有转动导向圆弧凹槽12，转动导向圆弧凹槽12与转动导向圆弧凸台6滑动接触，第二垫块转动结合槽202远离转动柱10一端设有和圆弧台8匹配的圆弧凹槽13，当圆弧台8和圆弧凹槽13贴合在一起时，第一垫块1与第二垫块结合长方体201组成长方体；

通过转动柱10和转动孔7、转动导向圆弧凹槽12和转动导向圆弧凸台6之间的配合，使得第一垫块1和第二垫块2既能相对转动，转动部位也有滑动接触部位，使两者之间的转动动作更加稳定杆可靠，转动导向圆弧凹槽12与第二垫块转动结合槽202端面之间相切过渡，在转动不干涉的同时，使端面对第一垫块1具有限位作用。

如图8、9、11中所示，上述的第三垫块3由等厚等长的第三垫块结合长方体301和第三垫块长方体303组成，第三垫块长方体303为长方体，第三垫块结合长方体301一端设有第三垫块转动结合槽302，第三垫块转动结合槽302结构与第二垫块转动结合槽202相同并与第二垫块2转动嵌接。

如图5-9中所示，上述的第二垫块转动结合槽202和第三垫块转动结合槽302的垫板19上都设有限位支撑柱11，与限位支撑柱11位置对应的第一垫块转动结合体102和第二垫块转动结合体203处设有弧形限位槽9，第一弹性橡胶垫4上设有与第二垫块2上弧形限位槽9对应的弧形缺口，限位支撑柱11下端面与所属垫块下端面平齐。

如图7中所示，上述的第二垫块2上端面设有支撑台15，转动孔7贯穿支撑台15，支撑台15厚度不小于第一弹性橡胶垫4的厚度。

优选的方案如图14和15中所示，上述的第一垫块1、第二垫块2和第三垫块3之间的圆弧台8、圆弧凹槽13处具有磁性，第一垫块1、第二垫块2和第三垫块3下端面平齐；

第一垫块长方体101和第二垫块结合长方体201的外端面上设有隐藏式拉杆装置，隐藏式拉杆装置包括拉杆隐藏槽16，拉杆隐藏槽16内设有转轴18，拉杆17与转轴18转动连接，拉杆17可内置于拉杆隐藏槽16内。

如图7和9中所示，上述的第二垫块2和第三垫块3的转动柱10、限位支撑柱11内设有橡胶垫安装孔14，用于对第一弹性橡胶垫4和第二弹性橡胶垫5进行固定；限位支撑柱11对槽体进行支撑，涡流传感器抵住上端面时不至与变形，在限位支撑柱11底端开设螺纹孔，还有对结合体进行紧固的作用，限位支撑柱11上端固定橡胶垫，同时还有限位作用。

使用上述组合垫式阶梯型键相调试装置的调试方法，调试的步骤为：

步骤一、检查确保机组处于停机状态，将电涡流传感器与示波器连接，示波器调到电压档；

步骤二、松开电涡流传感器与安装支架的连接，根据电涡流传感器的类型选取对应的垫块，将垫块紧贴水轮机大轴防止在电涡流传感器下方，然后电涡流传感器调整伸出直到电涡流传感器端部接触垫块或者橡胶垫，观察示波器上电涡流传感器上输出电压的变化，若此时键相信号满足阈值要求，则针对此时位置对电涡流传感器进行固定，若此时键相信号不满足阈值要求，则调整电涡流传感器靠近或者远离相应垫块或者橡胶垫，知道信号满足要求时对电为我留传感器进行固定；

步骤三、将调整好的电涡流传感器位置进行标记，方便维修时拆卸还原，拿出下方的垫块，将垫块恢复到长方体状态并收纳，将示波器与电涡流传感器分离，调试完成。

如图16中所示，为实施例中的使用原理，第一垫块1、第二垫块2整体和第三垫块3整体的厚度分别为5mm、5+1.5-η、5+2.5-η，第一垫块用来模拟键相片或者发讯凸轮的厚度，如果使用第一垫块即可收到合格的键相信号，则不需要使用第二垫块2和第三垫块3进行调试，5+1.5-η、5+2.5-η分别模拟不同类型的传感器，例如个国产和进口传感器中性点不同的键相距离；

由于键相信号是电厂开机试验时的第一个信号，因此各方都非常关注，在调试阶段，由于试验项目多时间跨度长，有时甚至达到1个月以上，因此很难为某一个信号的调试不成功停机，若信号调试失败，很难有机会再调试，因此要尽量保证一次性成功；

采用第一垫块1、第二垫块2和第三垫块3的逐级嵌套结构，厚度逐渐增加，可以分别进行过不同键相距离的调整，免去了塞尺片临时多片叠加的导致的不精确和多次塞片组合调整，能够依据传感器的实际类型进行分别对应调整，快速方便，为其他的试验项目节省了时间。

本装置采用多个凸台的形式，可以实现一般技术工人可以傻瓜安装，大大降低了试验的风险，并且保证试验的成功率很高；

采用凸台的型式，也防止了多个塞尺片在切换过程中，塞尺片掉入导轴承缝隙，导致停机的风险；

采用薄橡胶垫和金属块组合的方式，不仅能提供足够的强度（刚度），也保证了橡胶垫对电涡流传感器表面的刮擦磨损小，间接延迟了电涡流传感器的寿命。

Claims (6)

1.组合垫式阶梯型键相调试装置，其特征在于：包括厚度依次增加的第一垫块（1）、第二垫块（2）和第三垫块（3），第一垫块（1）嵌于第二垫块（2）内并与其转动连接，第一垫块（1）转动可使其部分置于第二垫块（2）外，第二垫块（2）嵌于第三垫块（3）内并与其转动连接，第二垫块（2）转动可使其部分置于第三垫块（3）外，当第一垫块（1）和第二垫块（2）分别处于嵌接转动一端的极限位置时，第一垫块（1）、第二垫块（2）和第三垫块（3）组成长方体；

所述的第二垫块（2）上端面设有固定连接的第一弹性橡胶垫（4），第三垫块（3）上端面设有固定连接的第二弹性橡胶垫（5）；

所述的第一垫块（1）由等厚等长的第一垫块长方体（101）和第一垫块转动结合体（102）组成，第一垫块长方体（101）为长方体结构，第一垫块转动结合体（102）为两端设有圆弧过渡面的长方体，第一垫块转动结合体（102）一端设有向外凸出的转动导向圆弧凸台（6），转动导向圆弧凸台（6）内设有与圆弧同轴的转动孔（7），第一垫块转动结合体（102）另一端设有圆弧台（8），圆弧台（8）与第一垫块长方体（101）的交界处圆弧面与长方体端面相切；

转动孔（7）与第二垫块（2）转动连接，转动导向圆弧凸台（6）与第二垫块（2）滑动接触，圆弧台（8）与第二垫块（2）内嵌处形状匹配；

所述的第二垫块（2）有等厚等长的第二垫块结合长方体（201）和第二垫块转动结合体（203）组成，第二垫块结合长方体（201）一端设有第二垫块转动结合槽（202），第一垫块（1）内嵌于第二垫块转动结合槽（202）并与之转动连接，第一垫块（1）和第二垫块结合长方体（201）可组成长方体，第二垫块转动结合体（203）结构与第一垫块转动结合体（102）相同并与第三垫块（3）转动嵌接。

2.根据权利要求1所述的组合垫式阶梯型键相调试装置，其特征在于，所述的第二垫块转动结合槽（202）由垫板（19）下端及内侧的两面组成三面封闭三面开放的槽体，垫板（19）一端设有和转动孔（7）转动连接的转动柱（10），转动柱（10）端部与转动孔（7）进行限位，靠近转动柱（10）的内侧面设有转动导向圆弧凹槽（12），转动导向圆弧凹槽（12）与转动导向圆弧凸台（6）滑动接触，第二垫块转动结合槽（202）远离转动柱（10）一端设有和圆弧台（8）匹配的圆弧凹槽（13），当圆弧台（8）和圆弧凹槽（13）贴合在一起时，第一垫块（1）与第二垫块结合长方体（201）组成长方体。

3.根据权利要求2所述的组合垫式阶梯型键相调试装置，其特征在于，所述的第三垫块（3）由等厚等长的第三垫块结合长方体（301）和第三垫块长方体（303）组成，第三垫块长方体（303）为长方体，第三垫块结合长方体（301）一端设有第三垫块转动结合槽（302），第三垫块转动结合槽（302）结构与第二垫块转动结合槽（202）相同并与第二垫块（2）转动嵌接。

4.根据权利要求3所述的组合垫式阶梯型键相调试装置，其特征在于，所述的第二垫块转动结合槽（202）和第三垫块转动结合槽（302）的垫板（19）上都设有限位支撑柱（11），与限位支撑柱（11）位置对应的第一垫块转动结合体（102）和第二垫块转动结合体（203）处设有弧形限位槽（9），第一弹性橡胶垫（4）上设有与第二垫块（2）上弧形限位槽（9）对应的弧形缺口，限位支撑柱（11）下端面与所属垫块下端面平齐。

5.根据权利要求3所述的组合垫式阶梯型键相调试装置，其特征在于，所述的第二垫块（2）上端面设有支撑台（15），转动孔（7）贯穿支撑台（15），支撑台（15）厚度不小于第一弹性橡胶垫（4）的厚度。

6.根据权利要求3所述的组合垫式阶梯型键相调试装置，其特征在于，所述的第一垫块（1）、第二垫块（2）和第三垫块（3）之间的圆弧台（8）、圆弧凹槽（13）处具有磁性，第一垫块（1）、第二垫块（2）和第三垫块（3）下端面平齐；

第一垫块长方体（101）和第二垫块结合长方体（201）的外端面上设有隐藏式拉杆装置，隐藏式拉杆装置包括拉杆隐藏槽（16），拉杆隐藏槽（16）内设有转轴（18），拉杆（17）与转轴（18）转动连接，拉杆（17）可内置于拉杆隐藏槽（16）内。