CN115993110B - 一种轴颈水平度动态测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及核电设备检测领域，尤其涉及一种轴颈水平度动态测量方法。所述方法为：上轴瓦未安装时，测得初始水平度；保持轴和轴承位置均不改变，安装上轴瓦；在轴承的两侧，分别布置2个电涡流振动探头，轴承同一侧的2个探头以轴的方向对称设置；测得探头与轴的初始距离，探头之间在沿着轴方向的距离；测得后续任一状态下轴与每个探头的距离；获得轴承两侧的探头位置处的轴相对初始状态在垂直方向变化高度，求得轴承与轴颈的平行度变化情况；任意时刻下轴承处轴颈的水平度为原始安装水平度与相对初始状态变化的水平度之和。本发明可以对轴颈的水平度进行实时动态监测，掌握在轴承安装完毕后各状态中轴颈水平度。
Description
技术领域
本发明涉及核电设备检测领域，尤其涉及一种轴颈水平度动态测量方法。
背景技术
大型汽轮机及泵等卧式设备转子安装在轴承上后，由于转子重量较重，会导致转子发生明显挠度，轴承处轴颈不是处于完全水平状态。这类大型转子安装中，在轴承的上轴瓦未安装时，会用水平仪在轴承处轴颈上测量轴颈的静态水平度，以了解转子的安装状态。而在轴承的上轴瓦安装好后，轴颈上部由于已安装上轴瓦无法再布置水平仪。
在转子轴承高度位置发生变化，或者转子与其他转子通过联轴器连接后，或转子在旋转工作状态后，转子的水平度会发生变化，而此时已无法知道轴颈的水平度状态。
清楚掌握在不同状态下转子轴颈处的水平度情况，有助于确保转子在运转时处于比较理想的状态。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种轴颈水平度动态测量方法，可以对轴颈的水平度进行实时动态监测，依据测量装置测得信号使用本发明的计算方法可使得工作人员清楚掌握在轴承安装完毕后各状态中轴颈水平度。
本发明提供了一种轴颈水平度动态测量方法，包括以下步骤：
步骤S1：当轴放置在轴承上且上轴瓦未安装时，将水平仪布置于轴颈上，测得初始水平度为G0；
步骤S2：保持轴和轴承位置均不改变，安装轴承的上轴瓦；
在轴承的两侧，分别布置2个电涡流振动探头，轴承同一侧的2个电涡流振动探头以轴的方向对称设置；
利用电涡流振动探头测得电涡流振动探头与轴的初始距离A前0、B前0、A后0、B后0；测量轴承两侧的电涡流振动探头之间在沿着轴方向的距离L；
步骤S3：利用电涡流振动探头测得后续任一状态下轴与每个电涡流振动探头的距离A前i，B前i，A后i，B后i；
则轴承一侧的电涡流振动探头位置处的轴相对初始状态在垂直方向变化高度为:
Δh前i＝(A前i-A前0)cosθ+(B前i-B前0)s i nθ
则轴承另一侧电涡流振动探头位置处的轴相对初始状态在垂直方向变化高度为:
Δh后i＝(A后i-A后0)cosθ+(B后i-B后0)s i nθ
与利用水平仪测量轴原始安装水平度G0相比，此时轴颈处水平度变化为ΔGi：
ΔGi＝(Δh前i-Δh后i)/L；
求得的ΔGi为轴承与轴颈的平行度变化情况；
任意时刻下轴承处轴颈的水平度Gi为原始安装水平度G0与相对初始状态变化的水平度ΔGi之和，计算如下：
Gi＝G0+ΔGi。
优选地，所述轴承一侧的电涡流振动探头安装在第一支架上，所述轴承另一侧的电涡流振动探头安装在第二支架上。
优选地，所述第一支架固定在轴承上。
优选地，所述第二支架固定在轴承上。
优选地，所述第一支架和第二支架固定在相对不动的部件上。
优选地，所述第一支架和第二支架固定在轴承座上。
优选地，所述电涡流振动探头靠近轴，但不接触轴。
优选地，所述轴承一侧的两个电涡流振动探头A、B，分别与两个给电涡流探头A、B供电的前置放大器C、D相连；前置放大器C、D将电涡流振动探头A、B测得与轴的距离转化为电压信号，送至信号采集装置E，然后利用电脑读取记录电涡流振动探头A、B与轴的电压信号，然后再转化为其与轴的距离。
优选地，所述电涡流振动探头A与垂直方向夹角为θ°，2个电涡流振动探头A、B夹角呈90°。
与现有技术相比，本发明的一种轴颈水平度动态测量方法，有如下优点：
①初始安装后，不需要打开轴承即可测量轴颈水平度；
②能对轴颈水平度进行实时动态监测。
附图说明
图1表示轴颈水平度动态测量时的装置示意图；
图2表示轴承一侧的结构示意图；
图3表示轴承两侧的结构示意图；
图4表示轴承一侧振动探头及其信号采集连接示意图；
图中，
1为第一支架，2为轴承一侧的电涡流振动探头，3为水平仪，4为轴承另一侧的电涡流振动探头，5为第二支架，6为轴，7为轴承。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明的实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明的限制。
本发明的实施例公开了一种轴颈水平度动态测量方法，包括以下步骤：
步骤S1：当轴放置在轴承上且上轴瓦未安装时，将水平仪布置于轴颈上，测得初始水平度为G0；
步骤S2：保持轴和轴承位置均不改变，安装轴承的上轴瓦；
在轴承的两侧，分别布置2个电涡流振动探头，轴承同一侧的2个电涡流振动探头以轴的方向对称设置；
利用电涡流振动探头测得电涡流振动探头与轴的初始距离A前0、B前0、A后0、B后0；测量轴承两侧的电涡流振动探头之间在沿着轴方向的距离L；
步骤S3：利用电涡流振动探头测得后续任一状态下轴与每个电涡流振动探头的距离A前i，B前i，A后i，B后i；
则轴承一侧的电涡流振动探头位置处的轴相对初始状态在垂直方向变化高度为：
Δh前i＝(A前i-A前0)cosθ+(B前i-B前0)sinθ
则轴承另一侧电涡流振动探头位置处的轴相对初始状态在垂直方向变化高度为：
Δh后i＝(A后i-A后0)cosθ+(B后i-B后0)sinθ
与利用水平仪测量轴原始安装水平度G0相比，此时轴颈处水平度变化为ΔGi：
ΔGi＝(Δh前i-Δh后i)/L；
求得的ΔGi为轴承与轴颈的平行度变化情况；
任意时刻下轴承处轴颈的水平度Gi为原始安装水平度G0与相对初始状态变化的水平度ΔGi之和，计算如下：
Gi＝G0+ΔGi。
以下按照顺序，详细说明轴颈水平度动态测量方法。
步骤S1：如图1所示，当轴放置在轴承上且上轴瓦未安装时，将水平仪布置于轴颈上，测得初始水平度为G0。
本发明涉及使用的装置包括主要部件包括第一支架1、电涡流振动探头2、水平仪3、电涡流振动探头4、第二支架5。
步骤S2：保持轴和轴承位置均不改变，安装轴承的上轴瓦；
在轴承的两侧，分别布置2个电涡流振动探头，轴承同一侧的2个电涡流振动探头以轴的方向对称设置；
利用电涡流振动探头测得电涡流振动探头与轴的初始距离A前0、B前0、A后0、B后0；测量轴承两侧的电涡流振动探头之间在沿着轴方向的距离L；
轴承一侧设置2个电涡流振动探头2，轴承另一侧设置2个电涡流振动探头为4。
如图2所示，在轴承7的一侧，轴颈水平度动态测量装置中两个电涡流振动探头2安装在第一支架1上。所述轴承7的另一侧设置2个电涡流振动探头4，电涡流振动探头4安装在第二支架上。
电涡流振动探头2靠近轴6，但不接触轴6。第一支架1及第二支架5通过螺钉固定于轴承7上，一般轴承7固定于轴承座中不动。
如图3所示，在轴承两端布置有第一支架1、第二支架5和电涡流振动探头2、电涡流振动探头4。轴承两端测量装置布置均如图1布置所示。
如果轴承7不是固定不动的，若想实时测量轴7的绝对水平度，将支架固定于相对地面不动的部件上，优选固定在轴承座上，即可实时测量轴7的绝对水平度。
如图4所示，所述轴承7一侧的两个电涡流振动探头A、B，分别与两个给电涡流探头A、B供电的前置放大器C、D相连。所述电涡流振动探头A与垂直方向夹角为θ°，2个电涡流振动探头A、B夹角一般呈90°。前置放大器C、D将电涡流振动探头A、B测得与轴的距离转化为电压信号，送至信号采集装置E，然后利用电脑读取记录电涡流振动探头A、B与轴的电压信号，然后再转化为其与轴的距离
步骤S3：利用电涡流振动探头测得后续任一状态下轴与每个电涡流振动探头的距离A前i，B前i，A后i，B后i；
则轴承一侧的电涡流振动探头位置处的轴相对初始状态在垂直方向变化高度为：
Δh前i＝(A前i-A前0)cosθ+(B前i-B前0)sinθ
则轴承另一侧电涡流振动探头位置处的轴相对初始状态在垂直方向变化高度为：
Δh后i＝(A后i-A后0)cosθ+(B后i-B后0)sinθ
与利用水平仪测量轴原始安装水平度G0相比，此时轴颈处水平度变化为ΔGi：
ΔGi＝(Δh前i-Δh后i)/L；
求得的ΔGi为轴承与轴颈的平行度变化情况；
任意时刻下轴承处轴颈的水平度Gi为原始安装水平度G0与相对初始状态变化的水平度ΔGi之和，计算如下：
Gi＝G0+ΔGi。
由此，利用本发明的方法，则可对安装后任意时刻轴颈的水平度进行实时动态监测。
在每一处轴承按照布置该装置，利用本发明方法，即可对整个轴系任意轴承处轴颈的水平度进行实时动态监测。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种轴颈水平度动态测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：当轴放置在轴承上且上轴瓦未安装时，将水平仪布置于轴颈上，测得初始水平度为G0；
步骤S2：保持轴和轴承位置均不改变，安装轴承的上轴瓦；
在轴承的两侧，分别布置2个电涡流振动探头，轴承同一侧的2个电涡流振动探头以轴的方向对称设置；
利用电涡流振动探头测得电涡流振动探头与轴的初始距离A前0、B前0、A后0、B后0；测量轴承两侧的电涡流振动探头之间在沿着轴方向的距离L；
步骤S3：利用电涡流振动探头测得后续任一状态下轴与每个电涡流振动探头的距离A前i，B前i，A后i，B后i；电涡流振动探头A与垂直方向夹角为θ°，2个电涡流振动探头A、B夹角呈90°；
则轴承一侧的电涡流振动探头位置处的轴相对初始状态在垂直方向变化高度为:
Δh前i＝(A前i-A前0)cosθ+(B前i-B前0)sinθ
则轴承另一侧电涡流振动探头位置处的轴相对初始状态在垂直方向变化高度为:
Δh后i＝(A后i-A后0)cosθ+(B后i-B后0)sinθ
与利用水平仪测量轴原始安装水平度G0相比，此时轴颈处水平度变化为ΔGi：
ΔGi＝(Δh前i-Δh后i)/L；
求得的ΔGi为轴承与轴颈的平行度变化情况；
任意时刻下轴承处轴颈的水平度Gi为原始安装水平度G0与相对初始状态变化的水平度ΔGi之和，计算如下：
Gi＝G0+ΔGi。
2.根据权利要求1所述的轴颈水平度动态测量方法，其特征在于，所述轴承一侧的电涡流振动探头安装在第一支架上，所述轴承另一侧的电涡流振动探头安装在第二支架上。
3.根据权利要求2所述的轴颈水平度动态测量方法，其特征在于，所述第一支架固定在轴承上。
4.根据权利要求2所述的轴颈水平度动态测量方法，其特征在于，所述第二支架固定在轴承上。
5.根据权利要求2所述的轴颈水平度动态测量方法，其特征在于，所述第一支架和第二支架固定在相对不动的部件上。
6.根据权利要求5所述的轴颈水平度动态测量方法，其特征在于，所述第一支架和第二支架固定在轴承座上。
7.根据权利要求1所述的轴颈水平度动态测量方法，其特征在于，所述电涡流振动探头靠近轴，但不接触轴。
8.根据权利要求4所述的轴颈水平度动态测量方法，其特征在于，所述轴承一侧的两个电涡流振动探头A、B，分别与两个给电涡流探头A、B供电的前置放大器C、D相连；前置放大器C、D将电涡流振动探头A、B测得与轴的距离转化为电压信号，送至信号采集装置E，然后利用电脑读取记录电涡流振动探头A、B与轴的电压信号，然后再转化为其与轴的距离。
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