CN117346640B - 一种压气机转轴与测扭器轴心的对中调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及压气机试验技术领域，公开了一种压气机转轴与测扭器轴心的对中调整方法，根据压气机转轴的冷热态径向变化量、轴向变化量，以及测扭器的测扭轴在冷热态径向变化量和轴向变化量数据，分析获得转轴在工作状态下相对冷态的转轴最大径向变化量和转轴最大轴向变化量，以及测扭轴在工作状态下相对冷态的测扭轴最大径向变化量和测扭轴最大轴向变化量；在考虑联接轴在工作状态下的轴向吸收量情况下，根据各参数间匹配关系，确定了最终转轴轴心冷态调整时的同轴度控制范围，使转轴与测扭器测扭轴的同轴度满足工作要求测量，可大大提升压气机试验器的试验效率和试验安全可靠度，为高温、高负荷、高转速压缩部件试验提供准确可靠的安全保障。

Description

一种压气机转轴与测扭器轴心的对中调整方法

技术领域

本发明涉及压气机试验技术领域，公开了一种压气机转轴与测扭器轴心的对中调整方法。

背景技术

在加温加压压气机试验器或新一代高负荷压气机试验器中，由于功率大、转速高，且排气机匣工作温度较高，无法在试验器排气机匣中设置轴系，转轴只能穿过试验器排气机匣并与测扭器直接连接，导致连接轴长度较长。因此，在试验过程中，压气机排气温度高，排气机匣工作温度高，其热变型带来的轴心变化极大，在最高工作温度及气动负荷状态时轴心位置径向和轴向变化均接近甚至超过1mm。这些情况下若同轴度超出要求范围会造成转子系统产生异常振动、轴承过早损坏甚至导致轴系崩塌等现象，对压气机试验件、试验器、人员造成较大的伤害, 给试验带来较大的运行风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种压气机转轴与测扭器轴心的对中调整方法，该方法简便、易于操作，可大大提升压气机试验器的试验效率和试验安全可靠度，为高温、高负荷、高转速压缩部件试验提供准确可靠的安全保障。

为了实现上述技术效果，本发明采用的技术方案是：

一种压气机转轴与测扭器轴心的对中调整方法，所述压气机的转轴通过联接轴与测扭器的测扭轴同轴连接，所述压气机安装于排气蜗壳上，且压气机的排气端与排气蜗壳连通，所述对中调整方法包括：

根据压气机的转轴冷态径向窜动量、转轴冷态轴向窜动量，以及转轴在压气机最高工作温度下的转轴轴向热膨胀量和压气机最高工作温度下转轴轴心径向变化量，分析获得转轴在工作状态下相对冷态的转轴最大径向变化量和转轴最大轴向变化量；

根据测扭器的测扭轴冷态径向窜动量和测扭轴冷态轴向窜动量，以及测扭轴在压气机最高工作温度下的测扭轴轴向热膨胀量和压气机最高工作温度下测扭轴轴心径向变化量，分析获得测扭轴在工作状态下相对冷态的测扭轴最大径向变化量和测扭轴最大轴向变化量；

当转轴最大轴向变化量与测扭轴最大轴向变化量之间的差值小于联接轴的轴向吸收量时，则将转轴最大径向变化量和测扭轴最大径向变化量之间的差值确定为转轴对中调整的同轴度控制范围；

根据确定的同轴度控制范围，采用对中仪调整转轴轴心位置，使转轴与测扭轴的同轴度在同轴度控制范围内。

进一步地，获得转轴在工作状态下相对冷态的转轴最大径向变化量和转轴最大轴向变化量的步骤包括：

在压气机试验平台上安装压气机后，实测获得转轴冷态径向窜动量、转轴冷态轴向窜动量/>；

采用仿真分析软件仿真获得压气机最高工作温度下转轴的滚珠轴承与排气蜗壳上的转轴固定点之间的转轴第一轴向膨胀量、压气机最高工作温度下转轴的滚珠轴承与转轴在测扭器上连接点之间转轴第二轴向膨胀量/>，以及压气机最高工作温度下转轴径向变化量/>；

计算获得转轴最大轴向变化量，计算获得转轴最大径向变化量/>。

进一步地，实测获得转轴冷态径向窜动量、转轴冷态轴向窜动量/>的方法包括：

将百分表固定在压气机转轴正上方的机匣上，使百分表探针与转轴中心线垂直，且探针与转轴外壁接触；

旋转转轴至径向跳动量最大位置时停止转动，并上下移动转轴，读取径向最大跳动值记为；

将转轴向一侧推至不动位置，然后前后推拉转轴，测量轴向最大窜动量记为。

进一步地，获得测扭轴在工作状态下相对冷态的测扭轴最大径向变化量和测扭轴最大轴向变化量的步骤包括：

实测测扭轴冷态径向窜动量和测扭轴冷态轴向窜动量/>；

采用仿真分析软件仿真计算压气机最高工作温度下相对冷态时的测扭器安装平面到测扭轴轴心的径向距离变化量，并计算压气机最高工作温度下测扭器轴系端面至测扭器轴向死点伸长量/>；

确定测扭器轴心位置实际的测扭轴最大径向变化量，测扭轴最大轴向变化量/>。

进一步地，确定转轴对中调整的同轴度控制范围，包括：

计算转轴最大轴向变化量与测扭轴最大轴向变化量之间的差值；若/>小于联接轴的轴向吸收量，则根据/>计算转轴轴心和测扭器器轴心在工作状态下径向位置的差值/>，根据公式/>±设计同轴度要求值作为冷态转轴与测扭轴的同轴度实际控制范围；若/>大于等于联接轴的轴向吸收量，则更换联接轴直至/>小于联接轴的轴向吸收量，并重新确定冷态转轴与测扭轴的同轴度实际控制范围值。

与现有技术相比，本发明所具备的有益效果是：本发明根据压气机转轴的冷热态径向变化量、轴向变化量，以及测扭器的测扭轴在冷热态径向变化量和轴向变化量数据，分析获得转轴在工作状态下相对冷态的转轴最大径向变化量和转轴最大轴向变化量，以及测扭轴在工作状态下相对冷态的测扭轴最大径向变化量和测扭轴最大轴向变化量；在考虑联接轴在工作状态下的轴向吸收量情况下，根据各参数间匹配关系，确定了最终转轴轴心冷态调整量，使转轴与测扭器测扭轴的同轴度满足工作要求测量；该方法简便、易于操作，可大大提升压气机试验器的试验效率和试验安全可靠度，为高温、高负荷、高转速压缩部件试验提供准确可靠的安全保障。

附图说明

图1为实施例中压气机转轴与测扭器的结构示意图；

其中，1、压气机；2、转轴；3、测扭轴；4、排气蜗壳；5、联接轴；6、滚珠轴承。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

参见图1，一种压气机转轴与测扭器轴心的对中调整方法，所述压气机1的转轴2通过联接轴5与测扭器的测扭轴3同轴连接，所述压气机1安装于排气蜗壳4上，且压气机1的排气端与排气蜗壳4连通，所述对中调整方法包括：

根据压气机1的转轴2冷态径向窜动量、转轴2冷态轴向窜动量，以及转轴2在压气机1最高工作温度下的转轴2轴向热膨胀量和压气机1最高工作温度下转轴2轴心径向变化量，分析获得转轴2在工作状态下相对冷态的转轴2最大径向变化量和转轴2最大轴向变化量；

根据测扭器的测扭轴3冷态径向窜动量和测扭轴3冷态轴向窜动量，以及测扭轴3在压气机1最高工作温度下的测扭轴3轴向热膨胀量和压气机1最高工作温度下测扭轴3轴心径向变化量，分析获得测扭轴3在工作状态下相对冷态的测扭轴3最大径向变化量和测扭轴3最大轴向变化量；

当转轴2最大轴向变化量与测扭轴3最大轴向变化量之间的差值小于联接轴5的轴向吸收量时，则将转轴2最大径向变化量和测扭轴3最大径向变化量之间的差值确定为转轴2的对中调整时的同轴度控制范围；

根据确定的转轴2对中调整同轴度控制范围，采用对中仪调整转轴2轴心位置，使转轴2与测扭器测扭轴3的同轴度在同轴度控制范围内。

在本实施例中，根据压气机1的转轴2的冷热态径向变化量、轴向变化量，以及测扭器的测扭轴3在冷热态径向变化量和轴向变化量数据，分析获得转轴2在工作状态下相对冷态的转轴2最大径向变化量和转轴2最大轴向变化量，以及测扭轴3在工作状态下相对冷态的测扭轴3最大径向变化量和测扭轴3最大轴向变化量；在考虑联接轴5在工作状态下的轴向吸收量情况下，根据各参数间匹配关系，确定了最终转轴2轴心冷态调整时的同轴度控制范围，使转轴2与测扭器测扭轴3的同轴度满足工作要求测量；该方法简便、易于操作，可大大提升压气机1试验器的试验效率和试验安全可靠度，为高温、高负荷、高转速压缩部件试验提供准确可靠的安全保障。

实施例2

参见图1，本实施例以某压气机1试验器的转轴2轴心位置调整为例，对本发明的压气机1的转轴2与测扭器轴心的对中调整方法进行详细说明，具体包括如下步骤：

步骤一、分析获得转轴2在工作状态下相对冷态的转轴2最大径向变化量和转轴2最大轴向变化量；具体操作流程如下：

S1-1：在测试平台上安装压气机1，使压气机1的转轴2轴心与排气蜗壳4轴心位于同一水平线；

S1-2：将百分表固定在压气机1的转轴2正上方的机匣上，使百分表探针与转轴2中心线垂直，且探针与转轴2外壁接触；旋转转轴2至径向跳动量最大位置时停止转动，并上下移动转轴2，读取径向最大跳动值记为；将转轴2向一侧推至不动位置，然后前后推拉转轴2，测量轴向最大窜动量记为/>；

S1-3：采用仿真分析软件仿真获得压气机1最高工作温度下转轴2的滚珠轴承6与排气蜗壳4上的转轴2固定点之间的转轴2第一轴向膨胀量、压气机1最高工作温度下转轴2的滚珠轴承6与转轴2在测扭器上连接点之间的转轴2第二膨胀量/>，以及压气机1最高工作温度下转轴2径向变化量/>；

S1-4：计算获得转轴2最大轴向变化量，计算获得转轴2最大径向变化量/>。

步骤二、分析获得测扭轴3在工作状态下相对冷态的测扭轴3最大径向变化量和测扭轴3最大轴向变化量；具体操作步骤如下：

S2-1：将百分表固定在测扭轴3正上方的测扭器机匣上，使百分表探针与测扭轴3中心线垂直，且探针与测扭轴3外壁接触；旋转测扭轴3至径向跳动量最大位置时停止转动，并上下移动测扭轴3，读取径向最大跳动值记为；将测扭轴3向一侧推至不动位置，然后前后推拉测扭轴3，测量测扭轴3轴向最大窜动量记为/>；

S2-2：采用仿真分析软件仿真计算压气机1最高工作温度下相对冷态时的测扭器安装平面到测扭轴3轴心的径向距离变化量，并计算压气机1最高工作温度下测扭器轴系端面至测扭器轴向死点伸长量/>；

S2-3：确定测扭器轴心位置实际的测扭轴3最大径向变化量，测扭轴3最大轴向变化量/>。

步骤三、当转轴2最大轴向变化量与测扭轴3最大轴向变化量之间的差值小于联接轴5的轴向吸收量时，则将转轴2最大径向变化量和测扭轴3最大径向变化量之间的差值确定为转轴2的对中调整同轴度控制范围；

本实施例中，通过计算转轴2最大轴向变化量与测扭轴3最大轴向变化量之间的差值；其中/>为转轴2最大轴向变化量；若/>小于联接轴5的轴向吸收量，则根据/>计算转轴2轴心和测扭器器轴心在工作状态下径向位置的差值/>，根据公式/>±设计同轴度要求值作为冷态转轴2与测扭轴3的同轴度实际控制范围；其中/>为转轴2最大径向变化量，/>为测扭轴3最大径向变化量；若/>大于等于联接轴5的轴向吸收量，则更换联接轴5直至/>小于联接轴5的轴向吸收量，并根据以上步骤重新确定冷态转轴2与测扭轴3的同轴度实际调整范围值。

步骤四、根据确定的对中调整时的同轴度控制范围，采用对中仪调整转轴2轴心位置，使转轴2与测扭器测扭轴3的同轴度满足工作要求；具体操作流程为：

S4-1：安装对中仪，以测扭器轴心为基准，对中仪S端置于压气机1轴心上；对中仪M端置于测扭器轴心上；以压气机1轴心为待调整端，根据确定的对中调整时的同轴度控制范围，调整转轴2轴心位置；

S4-2：采用三点法进行冷态同轴度测量，测量次数不低于两次，连续两次测量结果相同且在同轴度控制范围内则完整对中调整。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种压气机转轴与测扭器轴心的对中调整方法，所述压气机的转轴通过联接轴与测扭器的测扭轴同轴连接，所述压气机安装于排气蜗壳上，且压气机的排气端与排气蜗壳连通，其特征在于，所述对中调整方法包括：

在压气机试验平台上安装压气机后，实测获得转轴冷态径向窜动量、转轴冷态轴向窜动量/>；

采用仿真分析软件仿真获得压气机最高工作温度下转轴的滚珠轴承与排气蜗壳上的转轴固定点之间的转轴第一轴向膨胀量、压气机最高工作温度下转轴的滚珠轴承与转轴在测扭器上连接点之间转轴第二轴向膨胀量/>，以及压气机最高工作温度下转轴径向变化量/>；

计算获得转轴最大轴向变化量，计算获得转轴最大径向变化量；

实测测扭轴冷态径向窜动量和测扭轴冷态轴向窜动量/>；

采用仿真分析软件仿真计算压气机最高工作温度下相对冷态时的测扭器安装平面到测扭轴轴心的径向距离变化量，并计算压气机最高工作温度下测扭器轴系端面至测扭器轴向死点伸长量/>；

确定测扭器轴心位置实际的测扭轴最大径向变化量，测扭轴最大轴向变化量/>；

当转轴最大轴向变化量与测扭轴最大轴向变化量之间的差值小于联接轴的轴向吸收量时，则将转轴最大径向变化量和测扭轴最大径向变化量之间的差值确定为转轴对中调整的同轴度控制范围；

根据确定的同轴度控制范围，采用对中仪调整转轴轴心位置，使转轴与测扭轴的同轴度在同轴度控制范围内。

2.根据权利要求1所述的压气机转轴与测扭器轴心的对中调整方法，其特征在于，实测获得转轴冷态径向窜动量、转轴冷态轴向窜动量/>的方法包括：

将百分表固定在压气机转轴正上方的机匣上，使百分表探针与转轴中心线垂直，且探针与转轴外壁接触；

旋转转轴至径向跳动量最大位置时停止转动，并上下移动转轴，读取径向最大跳动值记为；

将转轴向一侧推至不动位置，然后前后推拉转轴，测量轴向最大窜动量记为。

3.根据权利要求1所述的压气机转轴与测扭器轴心的对中调整方法，其特征在于，确定转轴对中调整的同轴度控制范围，包括：

计算转轴最大轴向变化量与测扭轴最大轴向变化量之间的差值；若/>小于联接轴的轴向吸收量，则根据/>计算转轴轴心和测扭器器轴心在工作状态下径向位置的差值/>，根据公式/>±设计同轴度要求值作为冷态转轴与测扭轴的同轴度实际控制范围；若/>大于等于联接轴的轴向吸收量，则更换联接轴直至/>小于联接轴的轴向吸收量，并重新确定冷态转轴与测扭轴的同轴度实际控制范围值。