CN212903897U - 一种多跨多支承试验转子的不对中故障检测及调整装置 - Google Patents

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寇海江
许涤清
杜娇娇
朱林
姚志铖
王靳文
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Abstract

本实用新型公开了一种多跨多支承试验转子的不对中故障检测及调整装置,包括电机、柔性联轴器、多个圆盘转轴、轴承支承、支座、调整机构;所述电机、调整机构均固定在支座上;所述电机输出轴与圆盘转轴、相邻的圆盘转轴之间均通过柔性联轴器相连;所述圆盘转轴两端设有轴承支承;所述轴承支承底部与支座之间设有调整机构;所述调整机构用于调整圆盘转轴的水平和铅锤方向的位置。本实用新型可实现多跨多支承试验转子铅垂和水平方面不对中量的调整,实现每一个轴段的不对中量的优化调整,最终消除整个转子系统不对中问题。

Description

一种多跨多支承试验转子的不对中故障检测及调整装置
技术领域
本实用新型属于多跨多支承试验转子检测领域,特别是一种多跨多支承试验转子的不对中故障检测及调整装置。
背景技术
旋转机械作为输出扭矩的装备,广泛应用于航空、航海及电力等领域,其核心部件转子系统面临复杂的运行工况,易引发多种故障,其中不对中问题是多跨多支承转子系统经常发生的故障之一,在工程实际中60%以上的故障与转子轴系不对中有关,该故障将引起振动,对装备的稳定运行造成影响,甚至导致整机损伤等灾难性事故。不对中故障的试验研究是探究故障机理和提出改进方法的重要手段,试验研究过程中对该类故障的检测以及调整方法是重要基础。实用新型专利201710075680.7给出了一种平行不对中连续可调的转子故障模拟机构;实用新型专利201710075680.7提供了双转子系统耦合不对中模拟装置;实用新型专利201910812807.8提出了一种齿轮传动系统轴线不对中故障模拟实验台。此外,已有成果针对不同类型的旋转机械不对中故障提出了诊断与调整方法。实用新型专利201811346611.6公开了一种基于谐波相对指标的离心风机转子不对中故障诊断方法;实用新型专利201811520795.3提出了汽轮发电机组轴承不对中故障的诊断和调整方法;实用新型专利201910672669.8涉及机电设备装配的涡轮发电机组轴系不对中的检测与调整方法。综合分析可知目前尚缺少多跨多支承试验转子的不对中量检测与调节装置。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种多跨多支承试验转子的不对中故障检测及调整装置,以实现多跨多支承试验转子铅垂和水平方面不对中量的调整,实现每一个轴段的不对中量的优化调整,最终消除整个转子系统不对中问题。
实现本实用新型目的的技术解决方案为:
一种多跨多支承试验转子的不对中调整装置,包括电机、柔性联轴器、多个圆盘转轴、轴承支承、支座、调整机构;
所述电机、调整机构均固定在支座上;所述电机输出轴与圆盘转轴、相邻的圆盘转轴之间均通过柔性联轴器相连;所述圆盘转轴两端设有轴承支承;所述轴承支承底部与支座之间设有调整机构;所述调整机构用于调整圆盘转轴的水平和铅锤方向的位置。
本实用新型与现有技术相比,其显著优点是:
本实用新型通过不对中调整机构可以实现铅垂和水平方面不对中量的调整,具有结构简单,安装方便的特点,可将不对中调整机构应用于多跨多支承转子不对中模拟装置上,实现每一个轴段的不对中量的优化调整,最终消除整个转子系统不对中问题。另外,也可通过设定不对中量,研究不同类型的不对中对多跨多支承转子系统的影响规律,试验模型结果可以服务于实际工程问题。
附图说明
图1为不对中调整装置整体结构示意图。
图2为不对中调整机构结构示意图。
图3为上调整构件与下调整构件结构示意图。
图4为转子振动信号频谱图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步的介绍。
结合图1,本实用新型的一种多跨多支承试验转子的调整装置,包括电机1、柔性联轴器2、多个圆盘转轴3、轴承支承4、支座5、上调整构件6、下调整构件7;
所述电机1、下调整构件7均固定在支座5上;所述电机1输出轴与圆盘转轴3、相邻的圆盘转轴3之间均通过柔性联轴器2相连;所述圆盘转轴3两端设有轴承支承4;所述轴承支承4底部设有凹槽41,作为滑道;上调整构件6上设有凸起61,作为导轨,滑道与导轨配合,可沿x方向(垂直于圆盘转轴3轴向)水平滑动;所述轴承支承4上沿滑动方向设有腰型孔,用于穿过紧固螺栓8;凹槽41与凸起61之间设有紧固螺栓8 进行紧固;所述上调整构件6设置在下调整构件7上端;所述上调整构件6和下调整构件7之间通过斜面结构接触;下调整构件7上设有沿平行于圆盘转轴3轴向设有腰型孔,用于穿过螺栓9,上调整构件6和下调整构件7之间通过螺栓9固定;
用于多跨多支承试验转子的不对中故障检测装置,基于上述的调整装置设置检测单元,用于检测全部圆盘转轴3的振动信号。
实施例1
一种多跨多支承转子不对中调整装置,包括电机1,柔性联轴器2(大于3个),圆盘转轴3(大于3个),轴承支承4(大于6个),支座5,与轴承支承4数量相同的上调整构件6和下调整构件7。如图1所示,电机1为模拟转子系统提供动力,实现预期转速的设定。柔性联轴器2用于电机与圆盘转轴3、相邻圆盘转轴3之间的连接。圆盘转轴3的固定与安装由轴承支承4实现,本实施例中以轴承支承4为例说明,在其他实施方式中该支承也可是滚动轴承支承等其他类型的轴承支承。轴承支承4连同上调整构件 6、下调整构件7组成了转子不对中调整机构。此多跨多支承转子模型不局限于如图1 所示的三跨三转轴转子,更多情况与本实施例具有相同的原理。由于转轴之间的不对中问题,本方案采用柔性联轴器2连接,利用柔性联轴器2弹性元件的弹性变形以补偿两轴相对位移,缓和冲击和吸收振动。
假设沿轴向坐标z,沿铅垂方向为y,水平方向为x,则不对中发生为x,y两个方向的偏移,如图2所示为转子不对中调整机构放大图,圆盘转轴3穿过轴承支承4,轴承支承4底部设有凹槽41,作为滑道;上调整构件6上设有凸起61,作为导轨,滑道与导轨配合,可沿x方向水平滑动,轴承支承4和上调整构件6均含有相互配合的内孔,由螺栓螺母8构件进行固定,轴承支承4在上调整构件6上可以沿水平方向滑动,以调整圆盘转轴4在水平方向的不对中量,调整最佳位置后通过螺栓螺母8进行固定。另外与上调整构件6相配合的是下调整构件7,两构件接触表面为斜面结构,两斜面结构的固定由螺栓9实现。如图3所示,上调整构件6和下调整构件7均可以沿水平方向移动,当上调整构件6和下调整构件7向相反方向移动时可以实现机构的铅垂方向(y)的调整,调整到铅垂方向的最佳位置时通过一对螺栓9实现固定。由于本实施例中每一个支承处均设置了该不对中调整机构,因此可以实现每一个圆盘转轴的不对中调节。轴承支承4 和下调整构件7上均设置有刻度,刻度位置沿螺栓孔分布,用于标定不对中调整量。
如图1所示为多跨多支承转子不对中调整装置,设备安装完毕需要检测现有不对中水平,利用多个电涡流传感器等分别检测全部圆盘的振动信号,并利用快速傅里叶变换将振动信号转换为如图4所示的频谱图。以电机为基准,首先利用柔性联轴器连接电机与其临近的圆盘转轴,其他转轴暂时断开联轴器的连接,通过调整该临近的圆盘转轴对应的不对中调整机构(图2),利用频谱图使得该圆盘转轴与电机转轴对中良好。其次连接调整好的圆盘转轴与其临近的圆盘转轴之间的联轴器,此时效仿进行调节第二个圆盘转轴的不对中量,通过该圆盘的振动频谱图判别不对中的消除。按照相同方法完成全部多跨多转轴的对中调整。在调整好本方案的多跨多支承转子系统后,可以人为设定不同类型的不对中量,研讨不对中对多跨多支承转子系统的影响规律,用于指导实践。
实施例2
一种多跨多支承试验转子的不对中故障检测装置,基于上述的调整装置设置电涡流位移传感器;圆盘转轴不对中问题的检测通过额外安装的电涡流位移传感器,利用该位移传感器测量圆盘涡动信号,对位移信号进行快速傅里叶变换,得到对应的频谱成分,如图4所示。对于旋转机械转子系统,转动频率为基频(1x),同时会存在该转频的倍频成分(2x,3x等),正常运行的转子,基频成分峰值最大,但不对中故障发生时,会出现倍频成分的显著增高,因此利用该特性,结合不对中调整机构针对不对中量的改变规律,来检测不对中特性。

Claims (5)

1.一种多跨多支承试验转子的不对中故障检测及调整装置,其特征在于,包括电机(1)、柔性联轴器(2)、多个圆盘转轴(3)、轴承支承(4)、支座(5)、调整机构;
所述电机(1)、调整机构均固定在支座(5)上;所述电机(1)输出轴与圆盘转轴(3)、相邻的圆盘转轴(3)之间均通过柔性联轴器(2)相连;所述圆盘转轴(3)两端设有轴承支承(4);所述轴承支承(4)底部与支座(5)之间设有调整机构;所述调整机构用于调整圆盘转轴的水平和铅锤方向的位置。
2.根据权利要求1所述的多跨多支承试验转子的不对中故障检测及调整装置,其特征在于,所述调整机构包括上调整构件(6)和下调整构件(7);
所述下调整构件(7)均固定在支座(5)上;所述轴承支承(4)底部设有凹槽(41),作为滑道;上调整构件(6)上设有凸起(61),作为导轨,滑道与导轨配合,可沿垂直于圆盘转轴(3)轴向水平滑动;所述上调整构件(6)设置在下调整构件(7)上端;所述上调整构件(6)和下调整构件(7)之间通过斜面结构接触后固定。
3.根据权利要求2所述的多跨多支承试验转子的不对中故障检测及调整装置,其特征在于,所述轴承支承(4)和下调整构件(7)上均设置有刻度。
4.根据权利要求1-3任一项所述的多跨多支承试验转子的不对中故障检测及调整装置,其特征在于,还包括位移传感器;所述位移传感器用于检测圆盘转轴(3)的不对中量。
5.根据权利要求4所述的多跨多支承试验转子的不对中故障检测及调整装置,其特征在于,所述位移传感器为电涡流位移传感器,用于测量圆盘转轴涡动信号。
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