CN218673503U - 一种大型水轮发电机转子吊装中心检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大型水轮发电机转子吊装中心检测装置，包括转子和定子，检测装置由：激光测量系统，包括激光跟踪仪和用于收集和处理数据的控制装置；激光跟踪仪通过底座固定设置于水轮发电机下机架上；定子测量装置，包括八组或十六组分别对称固定于定子环上的靶球；转子测量装置，包括设置于转子中心体下镗口的靶球定位装置和由靶球定位装置固定的靶球。本实用新型在转子中心体内加装测量组件成为可测量的替代点，应用激光跟踪仪自动实时跟踪，确保了转子吊装安全；检测装置的靶球定位装置具有止口定位作用，靶球安装后可复测靶球与转子中心体的同心度是否满足要求，并可通过加垫调整，减少因加工精度带来的误差。

Description

一种大型水轮发电机转子吊装中心检测装置

技术领域

本实用新型属于水电站机组设备安装技术领域，涉及一种转子吊装中心的测量、实时检测的自动化操作技术，特别是涉及大型水轮发电机转子吊装中心检测装置。

背景技术

大型立式水轮发电机组的定、转子空气间隙值一般在20mm以上，转子直径达10m以上，另外转子作为水电站机电设备最重的部件，多数采用“桥机+起吊平衡梁+起吊轴”的方式联合起吊转子，由于转子中心体为空腔结构，转子吊装的中心很难量化测量，目前通常采用一些设备来辅助量化测量转子的吊装中心，主要有以下两种：插板及目视测量法和激光测量法。

插板及目视测量法。转子吊装中心通过目视测量，同时采用插板来定位。即在转子进入定子内部前，每间隔1个或2个磁极布置1个插板人员，插板人员沿磁极中心将插板放置空气间隙内，轻轻的上下移动；起重指挥人员观察轴线对应的四个方向的间隙是否均匀，及结合插板灵活性，确定是否下落；当木板移动受阻时，及时报告指挥人员，对转子中心进行微调整，确保转子在下落过程中无任何卡阻，直至下落就位。该方法需要较多的插板人员，且在转子进入定子后，若一侧发生卡阻，需要调整转子位置，在很小的空间移动桥机，不可避免会出现因移位较多造成转子挤压木板，从而对定子产生侧向推力，可能引起定子移位或变形。另外该方法测量精度低，吊装过程中需要经常调整转子中心，耗时较长，对起重设备长时间满负荷运行不利，存在较大的安全隐患。

激光测量法。针对上述情况，基于激光定位测量的定位原理，部分电站采用了激光测量法，自主设计一种方位及垂直度可调节的激光束发射装置，并通过可前后、左右调节的固定装置，将激光发射装置固定在转子磁极上方，调整该装置使激光束与磁极平行，同时在定子下方加装与激光束发射装置数量匹配的4至8组刻度检测装置对称固定在定子下部四周，刻度检测面水平设置，利用起吊装置移动转子至定子安装位上方并调整激光束发射装置与刻度检测装置匹配，使激光束照射在刻度检测装置的刻度检测面上，根据刻度检测面上激光束焦点的初始数据平行移动转子使各激光束与刻度检测面焦点的距离数据调整一致，使转子吊装中心精确量化，可控制在3mm以内。该方式尽管实现了转子吊装中心的量化测量，但其测量及分析仍需要人工读数及计算偏差情况，未能实现转子吊装中心自动测量及分析，效率较低。另外吊装过程中，读数人员需实时观察激光所在的位置，并将数据提供给分析计算人员，判断是否需要进行调整，效率低，且该过程需要人员始终保持精神集中状态，稍有松懈，一旦转子中心发生较大偏移，容易因数据提供不及时或分析不及时造成转子与定子碰撞。

因此，上述测量方法均需要人工辅助，未能实现转子吊装中心量化测量和实时跟踪检测的自动化操作，效率较低。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种大型水轮发电机转子吊装中心检测装置，用于解决现有技术中转子吊装中心测量、实时检测及分析需要人工辅助、自动化水平低，耗时长的技术问题。

本实用新型通过以下技术方案实现：

一种大型水轮发电机转子吊装中心检测装置，水轮发电机包括转子和定子，其特征在于：检测装置由激光测量系统、转子测量装置和定子测量装置构成；

激光测量系统，包括激光跟踪仪和用于收集和处理数据的控制装置；激光跟踪仪通过底座固定设置于水轮发电机下机架上；

定子测量装置，包括八组或十六组分别对称固定于定子环上的靶球；

转子测量装置，包括设置于转子中心体下镗口的靶球定位装置和由靶球定位装置固定的靶球。

本实用新型所述靶球定位装置为一钢性悬挂固定装置，转子靶球通过靶球定位装置下端悬挂固定、与转子中心同心、且靶球最低点低于转子中心体底面。

一种靶球定位装置结构由支座、连接板、固定板、锁定板构成；

支座为一横梁，两端设置台阶结构的止口，止口尺寸与转子中心体下镗口尺寸相匹配用于与转子中心体下镗口固定联接，支座中部设有圆孔，圆孔的中心与转子中心体下镗口的中心同心；

连接板为悬挂组件，与支座垂直联接固定，下端联接设置横向布置的固定板；

固定板为一条型板，中部设置与靶球相匹配用于固定靶球上部的弧形环带，环带中心与转子中心体下镗口的中心一致；

锁定板为可合并组合固定的两块，合并组合后中心具有靶球相匹配用于固定靶球下部的弧形环带，两锁定板通过螺栓与固定板连接固定，锁定板组合后环带中心与转子中心体下镗口的中心一致。

本实用新型所述激光跟踪仪位于制动器至下机架中心体之间、高度比制动器顶面高程低150mm～200mm。

本实用新型定子测量装置的设置的八组或十六组定子靶球设置于环形定子上部第三小段或第四小段铁心中心位置。

所述激光跟踪仪测量范围为3m～30m，水平方向±360°，垂直方向-145°～+145°，角度测量精度15μm+6μm/m，绝对测距精度为10μm。

利用上述检测装置进行大型水轮发电机转子吊装中心检测跟踪的方法，包括以下步骤：

步骤一：将底座摆放在下机架支臂或下机架盖板上稳固、且不易晃动的位置，点焊固定；

步骤二：将激光跟踪仪安装在底座上，调整激光跟踪仪垂直，并连接数据线及控制装置，调试激光跟踪仪满足使用要求；

步骤三：在定子上对称均布八组或十六组测点，将靶球一一放置在各测点位置，利用激光跟踪仪分别测量各测点的坐标，并输出定子中心坐标(X1,Y1)；

步骤四：将靶球定位装置由转子中心体上镗口吊入，安装在转子中心体下镗口上方，沿轴线的四个方向分别测量固定板环带至转子中心体下镗口的距离，其中心偏差应不大于0.5mm，若大于则通过在支座两端加垫片调整，直至其满足要求；

步骤五：安装靶球，调正后利用锁定板、螺栓固定；

步骤六：复测靶球至转子中心体下镗口轴线四个方向对应位置的距离，其中心偏差应不大于0.5mm；

步骤七：吊装转子移动至机坑上方，启动激光跟踪仪的自动追踪功能，自动追踪靶球位置，并生成靶球的中心坐标，即转子吊装时的中心坐标(X2,Y2)，同时自动计算转子吊装中心坐标(X2,Y2)与定子中心坐标(X1,Y1)的差值；

步骤八：根据转子吊装中心坐标(X2,Y2)与定子中心坐标(X1,Y1)的差值，移动桥机或小车，使转子吊装中心坐标(X2,Y2)与定子中心坐标(X1,Y1)的偏差不大于3mm，满足转子吊装中心要求；

步骤九：转子下落过程中，激光跟踪仪可自动追踪靶球所在的位置，即自动实时监测转子吊装中心坐标是否满足要求。

本实用新型一种大型水轮发电机转子吊装中心检测装置及其实时检测跟踪方法，具有以下有益效果：

本实用新型检测装置在转子中心体内加装转子吊装中心测量组件，将转子吊装中心转化为可测量的替代点，应用激光跟踪仪实现转子吊装中心的坐标测量及自动实时跟踪，为转子吊装中心的精确调整提供依据，确保了转子吊装安全。

本实用新型检测装置靶球定位装置具有止口定位作用，且靶球安装后可复测靶球与转子中心体的同心度是否满足要求，并可通过加垫调整，减少因加工精度带来的误差。

附图说明

图1为本实用新型检测装置靶球定位装置安装示意图。

图2为本实用新型定子中心测量示意图。

图3为本实用新型转子吊装中心测量示意图。

图4为本实用新型检测装置靶球定位装置的正视图。

图5为本实用新型检测装置靶球定位装置的俯视图。

图6为本实用新型检测装置靶球定位装置的侧视图。

图7为本实用新型检测装置靶球定位装置的断面图。

图中标号说明：1-下机架，2-定子，3-转子，3.1-转子中心体，3.2-转子中心体上镗口，3.3-转子中心体下镗口，4-底座，5-激光跟踪仪，6-靶球，7-靶球定位装置，7.1-支座，7.2-连接板，7.3-固定板，7.4-锁定板，7.5-螺栓；7.6-圆孔，7.7-固定板环带，7.8-锁定板环带。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型进一步说明，具体实施方式是对本实用新型原理的进一步说明，不以任何方式限制本实用新型，与本实用新型相同或类似技术均没有超出本实用新型保护的范围。

结合附图。

本实用新型提供一种大型水轮发电机转子吊装中心检测装置，包括底座4、激光跟踪仪5、靶球6、靶球定位装置7。本实用新型检测装置将转子吊装中心转化为可测量的替代点，利用激光跟踪仪5来实时检测、分析转子吊装中心，为转子吊装的调整及精准定位提供准确的数据。

如图所示，底座4为激光跟踪仪支撑基础，布置下机架1支臂或下机架1盖板等结构件上稳固、且不易晃动的位置，本例布置制动器至下机架1中心体之间位置，临时点焊固定。

激光跟踪仪5安装在底座4上，安装后激光跟踪仪5高度比制动器顶面高程低150mm～200mm，用于测量定子2中心坐标，实时测量转子3吊装中心坐标及自动分析转子3吊装中心坐标与定子2中心坐标的偏差。

本实用新型基础装置的激光跟踪仪5测量范围选用3m～30m，水平方向±360°，垂直方向-145°～+145°，角度测量精度15μm+6μm/m，绝对测距精度为10μm(全程)。

靶球定位装置7是将转子中心转化可测量的替代点的固定装置，包括支座7.1、连接板7.2、固定板7.3、锁定板7.4，具有止口定位、中心校验等功能，安装在转子中心体下镗口3.3上。

支座7.1为长条型结构，安装在转子中心体下镗口3.3上，宽度约200mm～240mm，设有与止口，止口尺寸与转子中心体下镗口3.2尺寸相匹配，止口至支座7.1两端的距离约为70mm～100mm，中部设有圆孔7.6，圆孔7.6的中心与转子中心体下镗口3.3的中心同心。

连接板7.2安装在支座7.1、固定板7.3之间，与支座7.1、固定板7.3形成整体。固定板7.3为长条型结构，中部开设与靶球6相匹配的固定板环带7.7，且固定板环带7.7中心与转子中心体下镗口3.3的中心一致。

锁定板7.4为两块，分别开设与靶球6相匹配的锁定板环带7.8条形结构，用螺栓7.5与固定板7.3连接固定，安装后的锁定板环带7.8的中心与转子中心体下镗口3.3的中心一致。

靶球6是与激光跟踪仪配套设备，用于接收及反设激光跟踪仪5发射的激光束；安装在靶球定位装置7的固定板7.3和锁定板7.4之间，锁定板7.4固定后，此时靶球6中心与转子中心体下镗口3.3同心。

大型水轮发电机转子在安装间组装工位上经过一系列复杂的工序组装成整体，转子组装期间，以转子中心体下镗口3.3的中心为基准，进行转子测圆架的安装，调整测圆架中心与转子中心体下镗口3.3的同心度不大于0.05mm的要求后，再利用测圆架测量转子的外径尺寸；另外根据国家规范标准及厂家技术文件要求，转子组装成整体后的中心偏差不大于0.20mm。该数据相对应定、转子的间隙值，可以忽略不计，因此转子中心体下镗口3.3中心即为转子中心，则靶球6和靶球定位装置7则是将转子中心转化为可自动跟踪测量的替代点。

Claims (6)

1.一种大型水轮发电机转子吊装中心检测装置，水轮发电机包括转子和定子，其特征在于：检测装置由激光测量系统、转子测量装置和定子测量装置构成；

激光测量系统，包括激光跟踪仪和用于收集和处理数据的控制装置；激光跟踪仪通过底座固定设置于水轮发电机下机架上；

定子测量装置，包括八组或十六组分别对称固定于定子环上的靶球；

转子测量装置，包括设置于转子中心体下镗口的靶球定位装置和由靶球定位装置固定的靶球。

2.根据权利要求1所述的大型水轮发电机转子吊装中心检测装置，其特征在于：所述靶球定位装置为一钢性悬挂固定装置，转子靶球通过靶球定位装置下端悬挂固定、与转子中心同心、且靶球最低点低于转子中心体底面。

3.根据权利要求2所述的大型水轮发电机转子吊装中心检测装置，其特征在于：所述靶球定位装置由支座、连接板、固定板、锁定板构成；

支座为一横梁，两端设置台阶结构的止口，止口尺寸与转子中心体下镗口尺寸相匹配用于与转子中心体下镗口固定联接，支座中部设有圆孔，圆孔的中心与转子中心体下镗口的中心同心；

连接板为悬挂组件，与支座垂直联接固定，下端联接设置横向布置的固定板；

固定板为一条型板，中部设置与靶球相匹配用于固定靶球上部的弧形环带，环带中心与转子中心体下镗口的中心一致；

锁定板为可合并组合固定的两块，合并组合后中心具有靶球相匹配用于固定靶球下部的弧形环带，两锁定板通过螺栓与固定板连接固定，锁定板组合后环带中心与转子中心体下镗口的中心一致。

4.根据权利要求2所述的大型水轮发电机转子吊装中心检测装置，其特征在于：所述激光跟踪仪位于制动器至下机架中心体之间、高度比制动器顶面高程低150mm～200mm。

5.根据权利要求2所述的大型水轮发电机转子吊装中心检测装置，其特征在于：定子测量装置的八组或十六组定子靶球设置于环形定子上部第三小段或第四小段铁心中心位置。

6.根据权利要求2所述的大型水轮发电机转子吊装中心检测装置，其特征在于：所述激光跟踪仪测量范围为3m～30m，水平方向±360°，垂直方向-145°～+145°，角度测量精度15μm+6μm/m，绝对测距精度为10μm。

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