專利名稱：軸系熱態(tài)對中裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種機(jī)械設(shè)備中各轉(zhuǎn)子軸線的對中裝置，尤其是一種用于熱態(tài)下設(shè)備軸系對中裝置。
背景技術(shù)：
軸系轉(zhuǎn)子不對中是旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備最常見的故障之一，它主要是由機(jī)器各轉(zhuǎn)子軸線之間產(chǎn)生軸線平行位移、軸線角度位移或綜合位移等對中變化誤差引起。發(fā)生轉(zhuǎn)子不對中的軸系，不僅改變了轉(zhuǎn)子軸頸與軸承的相互位置和軸承的工作狀態(tài)，同時也降低了軸系的固有頻率。軸系轉(zhuǎn)子不對中，轉(zhuǎn)子受力及支承所受的附加力，這是軸系發(fā)生異常振動和軸承早期損壞的重要原因。因此，在每臺設(shè)備在裝配、安裝、調(diào)試時均進(jìn)行冷態(tài)對中，但當(dāng)投入正常運(yùn)行后，因運(yùn)行的熱態(tài)等工況參數(shù)變化，軸系中心或軸承同心度均會變化很大，原先的冷態(tài)對中將會被破壞。也就是說設(shè)備在熱態(tài)下軸系對中度與冷態(tài)相比相差較大，導(dǎo)致在熱態(tài)下設(shè)備軸系中心跑偏，引起振動甚至故障。比較常見的是，由于軸系未進(jìn)行進(jìn)一步熱態(tài)對中，將會導(dǎo)致以下幾種常見故障動靜比較碰摩；因改變整個軸系臨界轉(zhuǎn)速而引起振型變化或者共振；導(dǎo)致燒瓦或油膜振蕩；引起相關(guān)零件過度疲勞而損壞等。由此看來，有必要在冷態(tài)或靜態(tài)對中的基礎(chǔ)上對整個軸系進(jìn)行熱態(tài)對中。目前最常用的熱態(tài)對中方案如下I.在冷態(tài)對中完成的基礎(chǔ)上開機(jī)使機(jī)組壓力、溫度等達(dá)到各級指標(biāo)并滿負(fù)荷穩(wěn)定一段時間運(yùn)行后停機(jī)，將所需熱態(tài)對中的軸系聯(lián)軸器每隔90°標(biāo)號，然后依次盤車，用千分表等工具以最快速記錄下相應(yīng)聯(lián)軸器同心度、徑向和軸向偏差，以此數(shù)據(jù)作為原始數(shù)據(jù)；2.待機(jī)組完全冷卻后，以前述方法將軸系所有聯(lián)軸器同心度再次記錄下來，作為冷態(tài)數(shù)據(jù)；3.將熱態(tài)數(shù)據(jù)與冷態(tài)數(shù)據(jù)作差值，依此差值作為依據(jù)補(bǔ)償對中量，這樣便完成熱態(tài)對中過程。不過現(xiàn)有方案存在以下缺點(diǎn)I.馬上打閘停機(jī)，再打開外殼，架設(shè)工具測量對中數(shù)據(jù)，過程需要花費(fèi)一定時間而非瞬間立即測量，測得的對中數(shù)據(jù)并非準(zhǔn)確的熱態(tài)狀態(tài)下的對中數(shù)據(jù)；2.雖然千分表是最常規(guī)測量工具，分度值為O. OOlmm或者O. 002_，示值范圍一般為(TlOmm，但由于安裝、人為讀數(shù)誤差等一系列原因，得到的數(shù)據(jù)始終存在一定誤差，若需進(jìn)一步提聞精度存在瓶頸；3.過程中獲得對中數(shù)據(jù)需要手動盤車，手動盤車使得軸系轉(zhuǎn)動并不穩(wěn)定恒速，而且因人因時而異，因而在一定程度也會影響熱態(tài)對中數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確獲得。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型是要提供一種軸系熱態(tài)對中裝置，用于解決軸系在熱態(tài)下的準(zhǔn)確對中的技術(shù)問題。[0012]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種軸系熱態(tài)對中裝置，包括電渦流傳感器，轉(zhuǎn)速傳感器，隔交電路，信號衰減電路，ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，ARM主控芯片，其特點(diǎn)是在軸系的軸承位置或機(jī)組需調(diào)整對中位置軸附近分別布置一個橫向和垂向電渦流傳感器，分別用來測量軸系橫向間隙和垂向間隙，在需調(diào)整對中位置的軸上粘貼一個反光紙，對應(yīng)反光紙?zhí)幵O(shè)置轉(zhuǎn)速傳感器，用于鍵相標(biāo)記角度；電渦流傳感器通過隔交電路，信號衰減電路和ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換電路與ARM主控芯片輸入端連接，轉(zhuǎn)速傳感器與ARM主控芯片輸入端連接，ARM主控芯片輸出端與數(shù)據(jù)輸出設(shè)備連接。電渦流傳感器分辨率為O. I μ m，量程為O. 5飛0mm，線性度〈1%。
ARM主控芯片掛載嵌入式Linux操作系統(tǒng)并與觸摸屏連接。本實(shí)用新型的有益效果I.本實(shí)用新型采用分辨率O. I μ m的電渦流傳感器代替最小分度值O. OOlmm的千分表來獲取軸系間隙位置數(shù)據(jù)，且待打閘停機(jī)之后可以立即測量軸系的間隙值，從而得到對中數(shù)據(jù)，消除了傳統(tǒng)方法所帶來的時間差，分辨率提高了至少10倍，可以提高測量的準(zhǔn)確度。2.本實(shí)用新型在后端讀數(shù)方面采用嵌入式數(shù)據(jù)采集方案，電渦流傳感器所采集到的間隙值經(jīng)對中裝置的隔交電路、信號衰減電路等一系列信號調(diào)理進(jìn)入ADC8進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，進(jìn)入后端ARM主控芯片進(jìn)行處理。由于電渦流傳感器安裝偏角小于15°時對系統(tǒng)特性無影響，故在讀數(shù)方面避免了傳統(tǒng)方法人工讀取的不確定性，可以提高測量的精度。3.本實(shí)用新型由于測量傳感器事先布置于軸系上，在現(xiàn)場測量過程中可以隨時進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集工作，故可避免反復(fù)打開外殼架設(shè)工具，使得測量工作效率大為提高。4.本實(shí)用新型采用反光紙反光輸出方波信號至轉(zhuǎn)速傳感器，并使用轉(zhuǎn)速傳感器來鍵相標(biāo)記角度，使機(jī)組勻速穩(wěn)定在150轉(zhuǎn)/分，避免手動盤車，確保測量的精確度。5.本實(shí)用新型使用ARM主控芯片掛載嵌入式Linux操作系統(tǒng)，且所有程序編寫亦嚴(yán)格遵守Linux系統(tǒng)架構(gòu)，經(jīng)過嚴(yán)格無故障測試，這樣使得系統(tǒng)更穩(wěn)定、更可靠。6.本實(shí)用新型采用觸摸屏，可以使得操作更加便利，同時也可以縮小體積，使儀器具有便攜性和美觀性。

圖I是本發(fā)明的熱態(tài)對中外接裝置布置圖；圖2是本發(fā)明的熱態(tài)對中裝置處理分析模塊示意圖；圖3是是本發(fā)明的熱態(tài)對中裝置對中計(jì)算方法原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖與實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖1，2所示，本發(fā)明的軸系熱態(tài)對中裝置，包括電渦流傳感器1，轉(zhuǎn)速傳感器2，隔交電路6，信號衰減電路7，ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換電路8，ARM主控芯片9等。在軸系的軸承4位置或機(jī)組需調(diào)整對中位置軸附近分別布置一個橫向和垂向電渦流傳感器1，分別用來測量軸系橫向間隙和垂向間隙，在需調(diào)整對中位置的軸上粘貼一個反光紙3，對應(yīng)反光紙3處設(shè)置轉(zhuǎn)速傳感器2，用來鍵相標(biāo)記角度。電渦流傳感器I通過隔交電路6，信號衰減電路7和模數(shù)轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換電路與主控芯片9輸入端連接，轉(zhuǎn)速傳感器2與主控芯片9輸入端連接，主控芯片9輸出端與數(shù)據(jù)輸出設(shè)備連接。電渦流傳感器I采集機(jī)組軸系低速旋轉(zhuǎn)時的橫向間隙和垂向間隙值信號，經(jīng)隔交電路6和信號衰減電路7調(diào)理處理后傳入ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換電路8轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，數(shù)字信號再傳入后端ARM主控芯片9 ;轉(zhuǎn)速傳感器2采集機(jī)組軸系旋轉(zhuǎn)至反光片3時的一瞬間的相位標(biāo)記角度值信號，并輸出方波信號至ARM主控芯片9，ARM主控芯片9通過熱態(tài)對中軟件10作差值計(jì)算處理后輸出熱態(tài)對中所需的軸系位置補(bǔ)償值數(shù)據(jù)信號給數(shù)據(jù)輸出設(shè)備。電渦流傳感器I分辨率為O. I μ m，量程一般為O. 5飛0mm，線性度〈1%。ARM主控芯片9掛載嵌入式Linux操作系統(tǒng)并與觸摸屏連接。本發(fā)明實(shí)施的具體方法步驟如下(I)如圖I中，在完成冷態(tài)對中的基礎(chǔ)上，在軸承4的位置或是機(jī)組需調(diào)整對中位置軸附近分別布置橫向和垂向電渦流傳感器I各一個，分別用來測量軸系橫向間隙與垂向間隙，在軸上選取一位置粘貼反光紙3，并架設(shè)轉(zhuǎn)速傳感器2用來鍵相標(biāo)記角度；(2)將測試裝置連接并調(diào)試傳感器，開機(jī)使機(jī)組壓力、溫度等達(dá)到各級指標(biāo)并滿負(fù)荷穩(wěn)定一段時間運(yùn)行后降速，使機(jī)組勻速穩(wěn)定在150轉(zhuǎn)/分；(3)以轉(zhuǎn)速傳感器2檢測到反光紙3時輸出的方波信號的上升沿作為0°，旋轉(zhuǎn)一周，其它角度以此類推。在本裝置中設(shè)置0° (其它角度亦可)檢測，當(dāng)間隙采集時就會將0°作為對中數(shù)據(jù)參考值；(4)如圖2中，當(dāng)機(jī)組軸系低速旋轉(zhuǎn)時，電渦流傳感器I采集到的間隙值經(jīng)對中裝置的隔交電路6，信號衰減電路7等一系列信號調(diào)理進(jìn)入ACD模數(shù)轉(zhuǎn)換電路8進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，進(jìn)入后端ARM主控芯片9 ;(5)當(dāng)選擇0°作為對中數(shù)據(jù)參考值時，當(dāng)機(jī)組軸系旋轉(zhuǎn)至反光片時的一瞬間，轉(zhuǎn)速傳感器輸出方波至ARM主控芯片9，ARM主控芯片9將以此方波上升沿作為觸發(fā)自動保存此時刻ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換電路8發(fā)送過來的數(shù)據(jù)至裝置熱態(tài)對中軟件10中，為此次熱態(tài)對中的熱態(tài)間隙數(shù)據(jù)X1、Y1 ;(6)待機(jī)組完全冷卻以后，開機(jī)使機(jī)組低速轉(zhuǎn)動于150轉(zhuǎn)/分，采集冷態(tài)間隙數(shù)據(jù)X2、Y2的過程與步驟4、5 —致；(7)通過本裝置中的內(nèi)置軟件10，可以自動將5、6兩個步驟所保存的熱態(tài)狀態(tài)下間隙數(shù)據(jù)與冷態(tài)的間隙數(shù)據(jù)作差值計(jì)算，便可得到此次熱態(tài)對中所需的補(bǔ)償值Λ X和Λ Y(如圖3中，Λ Χ=Χ1-Χ2, Δ Υ=Υ1-Υ2),再根據(jù)此補(bǔ)償值對軸系重新進(jìn)行找正操作，從冷態(tài)對中的軸心位置12移動到熱態(tài)對中的軸心位置11，即可完成整個熱態(tài)對中過程。本實(shí)用新型提出的上述改進(jìn)，可以獲得一種新的熱態(tài)對中方法彌補(bǔ)現(xiàn)有熱態(tài)對中手段帶來的不足I.本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種數(shù)字式熱態(tài)對中裝置，前端采用電渦流傳感器替代千分表測量間隙變化值，電渦流傳感器分辨率O. I μ m (部分納米級電渦流傳感器精度可達(dá)到lnm)，量程一般為O. 5飛0mm，線性度〈1% (可優(yōu)化O. 25%左右)，后端采用嵌入式數(shù)據(jù)采集方案替代人為讀數(shù)識別千分表的傳統(tǒng)方法，這樣進(jìn)一步提高的測量的精度和降低了測試的不確定性；[0040]2.由于采用了電渦流傳感器測量間隙值，因此待打閘停機(jī)后可立即測量軸系的間隙值從而獲得對中數(shù)據(jù)，期間不存在傳統(tǒng)方法所帶來的時間差，這樣提高了測量的準(zhǔn)確度；3.本實(shí)用新型采用的方法，由于測量傳感器事先布置于軸系上，因此實(shí)際操作時無需像傳統(tǒng)方法一樣反復(fù)打開機(jī)組外殼架設(shè)工具，這樣使得這個操作更為便捷，大大提高了現(xiàn)場技術(shù)人員的工作效率；4.由于本實(shí)用新型不僅可測量靜態(tài)下的間隙值，還可測量動態(tài)間隙值，因此，本實(shí)用新型可使機(jī)組在超低轉(zhuǎn)速勻速如150轉(zhuǎn)/分進(jìn)行熱態(tài)對中測量，如此便可替代使得軸系運(yùn)轉(zhuǎn)不太穩(wěn)定的手動盤車過程，這樣使得獲得的熱態(tài)對中數(shù)據(jù)較之傳統(tǒng)方法更為精確。
權(quán)利要求1.一種軸系熱態(tài)對中裝置，包括電渦流傳感器(1)，轉(zhuǎn)速傳感器(2)，隔交電路(6)，信號衰減電路(7 )，ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(8 )，ARM主控芯片9，其特征在于在軸系的軸承(4 )位置或機(jī)組需調(diào)整對中位置軸附近分別布置ー個橫向和垂向電渦流傳感器(1)，分別用來測量軸系橫向間隙和垂向間隙，在需調(diào)整對中位置的軸上粘貼ー個反光紙(3)，對應(yīng)反光紙(3)處設(shè)置轉(zhuǎn)速傳感器(2)，用于鍵相標(biāo)記角度；電渦流傳感器(I)通過隔交電路(6)，信號衰減電路(7 )和ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(8 )與ARM主控芯片(9 )輸入端連接，轉(zhuǎn)速傳感器(2 )與ARM主控芯片(9)輸入端連接，ARM主控芯片(9)輸出端與數(shù)據(jù)輸出設(shè)備連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的軸系熱態(tài)對中裝置，其特征在于所述電渦流傳感器(I)分辨率為O. I μ m，量程為O. 5 60mm，線性度〈1%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的軸系熱態(tài)對中裝置，其特征在于所述ARM主控芯片(9)掛載嵌入式Linux操作系統(tǒng)并與觸摸屏連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種軸系熱態(tài)對中裝置，在軸系的軸承位置或機(jī)組需調(diào)整對中位置軸附近分別布置一個橫向和垂向電渦流傳感器，分別用來測量軸系橫向間隙和垂向間隙，在需調(diào)整對中位置的軸上粘貼一個反光紙，對應(yīng)反光紙?zhí)幵O(shè)置轉(zhuǎn)速傳感器，用于鍵相標(biāo)記角度；電渦流傳感器通過隔交電路，信號衰減電路和ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換電路與ARM主控芯片輸入端連接，轉(zhuǎn)速傳感器與ARM主控芯片輸入端連接，ARM主控芯片輸出端與數(shù)據(jù)輸出設(shè)備連接。本實(shí)用新型不僅可測量靜態(tài)下的間隙值，還可測量動態(tài)間隙值，可使機(jī)組在超低轉(zhuǎn)速勻速如150轉(zhuǎn)/分進(jìn)行熱態(tài)對中測量，如此便可替代使得軸系運(yùn)轉(zhuǎn)不太穩(wěn)定的手動盤車過程，這樣使得獲得的熱態(tài)對中數(shù)據(jù)較之傳統(tǒng)方法更為精確。
文檔編號G01B7/14GK202630893SQ20122024725
公開日2012年12月26日 申請日期2012年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月30日
發(fā)明者符棟梁, 王強(qiáng), 李國平, 陳長盛, 柳瑞鋒, 馮海軍 申請人:中國船舶重工集團(tuán)公司第七0四研究所