專利名稱：基于油膜厚度的振動(dòng)監(jiān)測(cè)診斷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種用于火力發(fā)電廠、核電站、石化企業(yè)等使用滑動(dòng)軸承大型轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械的基于油膜厚度的振動(dòng)監(jiān)測(cè)診斷裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)前大型汽輪發(fā)電機(jī)組及其它大型轉(zhuǎn)機(jī)大都裝有振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)裝置，多數(shù)裝置能夠同時(shí)監(jiān)測(cè)軸振動(dòng)與瓦振動(dòng)，當(dāng)然也有少數(shù)企業(yè)只監(jiān)測(cè)軸振或者只監(jiān)測(cè)瓦振。通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐與理論證明，當(dāng)油膜厚度增加到一定程度后，隨著油膜厚度增加軸振幅增加而瓦振幅減小。在這種情況下只用瓦振幅值判斷機(jī)組狀態(tài)是非常有害的，因?yàn)楹芏鄲盒怨收?，例如葉片斷裂、軸裂紋等故障多數(shù)是因?yàn)檗D(zhuǎn)子長(zhǎng)期在高振幅下運(yùn)行引起轉(zhuǎn)動(dòng)部件疲勞裂紋所致。本發(fā)明在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際問(wèn)題研究基礎(chǔ)上，進(jìn)行了數(shù)學(xué)模型推演、檢驗(yàn)和實(shí)際應(yīng)用。利用基于油膜厚度結(jié)合軸振動(dòng)與瓦振動(dòng)判斷轉(zhuǎn)機(jī)振動(dòng)狀態(tài)的數(shù)學(xué)模型，對(duì)滑動(dòng)軸承油膜厚度、軸振動(dòng)幅值、瓦振動(dòng)幅值實(shí)現(xiàn)了在線監(jiān)測(cè)和對(duì)轉(zhuǎn)機(jī)振動(dòng)狀態(tài)綜合故障診斷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所依據(jù)的科學(xué)原理是，根據(jù)文獻(xiàn)[葉榮學(xué)、孫偉等油膜剛度變化對(duì)轉(zhuǎn)子振動(dòng)特性的影響汽輪機(jī)技術(shù)2006. 3]的推導(dǎo)，計(jì)算分析油膜厚度增大引起軸振幅值增加原因。軸振幅值與油膜剛度之間關(guān)系表達(dá)式如下
ifieco 2振幅々/Wd]2)2+(耿2⑴油膜剛度影響系數(shù)產(chǎn)(2>
e k油膜剛度A ~ J ^ μ β (3)
1U yU — U J滑動(dòng)軸承中的油膜力支撐了轉(zhuǎn)子徑向載荷，它保證轉(zhuǎn)子軸頸在軸瓦中的確定位置、保證轉(zhuǎn)子的正常轉(zhuǎn)動(dòng)。在正常運(yùn)行過(guò)程中，油膜剛度就是轉(zhuǎn)子支撐剛度，油膜剛度越大， 則整個(gè)轉(zhuǎn)子抗彎曲剛度也越大，在同樣擾動(dòng)力作用下振幅越小。對(duì)于已運(yùn)行中軸承而言，油膜剛度大小主要決定于油膜厚度，油膜越薄則剛度越大，轉(zhuǎn)子振動(dòng)越小。相反，油膜越厚則剛度越小，振幅越大。轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備一定，則軸瓦的各種幾何尺寸及油的粘度系數(shù)固定，選擇不同的油膜厚度，經(jīng)過(guò)上述(1)、(2)、(3)公式計(jì)算，油膜厚度小則軸振動(dòng)幅值小，反之則大。從理論上證明了，由于油膜厚度增加，其剛度下降，則轉(zhuǎn)子支撐剛度下降，在同樣攏動(dòng)力作用下，軸振幅必然升高。油膜厚度增加又將引起瓦振幅下降，油膜厚度增加使瓦振幅普遍減小，在個(gè)別情況下瓦振幅下降到十幾微米，其主要原因有兩個(gè)其一是軸頸振動(dòng)波形通過(guò)油膜傳到軸瓦上的過(guò)程中受阻尼作用而使振幅減?。坏诙€(gè)原因是軸瓦支撐剛度很大，它包括軸承座總剛度。汽輪機(jī)軸承座剛度比油膜剛度大很多，由軸振波形向軸瓦傳遞過(guò)程中衰減程度可用傳遞系數(shù)n表示
權(quán)利要求
1.一種基于油膜厚度的振動(dòng)監(jiān)測(cè)診斷裝置，其特征是它包括ARM微處理器分別與信號(hào)處理電路、FPGA門陣列、IXD液晶顯示、SD存儲(chǔ)單元、操作鍵盤、RJ45網(wǎng)絡(luò)端口、通訊端口、FLASH閃存和RAM內(nèi)存相連接，八通道振動(dòng)傳感器的信號(hào)輸出端與信號(hào)處理電路的輸入端相連接，信號(hào)處理電路的輸出端與信號(hào)采集電路的輸入端相連接，信號(hào)采集電路的輸出端與FPGA門陣列相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于油膜厚度的振動(dòng)監(jiān)測(cè)診斷裝置，其特征是所述的ARM 微處理器包括型號(hào)S3C2440A40芯片IC3，電容C15、C16和晶振X1、X2相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于油膜厚度的振動(dòng)監(jiān)測(cè)診斷裝置，其特征是所述的信號(hào)處理電路能夠同時(shí)并行處理八通道振動(dòng)傳感器輸入信號(hào)和所述信號(hào)的交直流切換輸出，它包括型號(hào)LM2830的芯片IC7，三極管Ql Q4，電阻R33 R39、R42、R44 R49、R51、R52、 R54,電位器W5、W6和電解電容C13相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于油膜厚度的振動(dòng)監(jiān)測(cè)診斷裝置，其特征是所述的信號(hào)采集電路包括型號(hào)0PA2830IDGK芯片IC4、型號(hào)ADS8330IRSA芯片IC9，電阻R1、R2、R9、R10、 R18、R19、R100 R103 和電容 C100、ClOl 相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于油膜厚度的振動(dòng)監(jiān)測(cè)診斷裝置，其特征是所述的FPGA 門陣列包括型號(hào)LFXP2-5E-5TN144C芯片IC13，電阻R47、R48和磁珠PB5、PB6相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于油膜厚度的振動(dòng)監(jiān)測(cè)診斷裝置，其特征是所述的SD存儲(chǔ)單元包括電阻R27 R33和卡件J9相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于油膜厚度的振動(dòng)監(jiān)測(cè)診斷裝置，其特征是所述的RJ45 網(wǎng)絡(luò)端口包括型號(hào)DM9000AEP芯片IC5，電阻R24、R32，電容C34、C40和晶振X3相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于油膜厚度的振動(dòng)監(jiān)測(cè)診斷裝置，其特征是所述的通訊端口包括型號(hào) SN65HVD232D 芯片 IC14、型號(hào) MCP2515T-I/ST 芯片 IC15、型號(hào) SN75C3232EPW 芯片IC7、型號(hào)SN65HVD08D芯片IC8，晶振Xl和電容C6 C9、C28、C29相連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于油膜厚度的振動(dòng)監(jiān)測(cè)診斷裝置，其特征是所述的FLASH 閃存包括芯片型號(hào)K9F2G08U0M-PCB0IC1和電阻R4相連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于油膜厚度的振動(dòng)監(jiān)測(cè)診斷裝置，其特征是所述的RAM 內(nèi)存包括型號(hào)K4S561632H-UC75芯片IC2和型號(hào)K4S561632H-UC75芯片IC4相連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種用于火力發(fā)電廠、核電站、石化企業(yè)等使用滑動(dòng)軸承大型轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械的基于油膜厚度的振動(dòng)監(jiān)測(cè)診斷裝置，其特點(diǎn)是它包括ARM微處理器分別與信號(hào)處理電路、FPGA門陣列、LCD液晶顯示、SD存儲(chǔ)單元、操作鍵盤、RJ45網(wǎng)絡(luò)端口、通訊端口、FLASH閃存和RAM內(nèi)存相連接，八通道振動(dòng)傳感器與信號(hào)處理電路相連接，信號(hào)處理電路與信號(hào)采集電路相連接，信號(hào)采集電路與FPGA門陣列相連接。能夠?qū)瑒?dòng)軸承等大型轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械的油膜厚度、軸振動(dòng)幅值、瓦振動(dòng)幅值在線監(jiān)測(cè)和基于油膜厚度對(duì)轉(zhuǎn)機(jī)振動(dòng)狀態(tài)綜合故障診斷。
文檔編號(hào)G01H11/06GK102322941SQ201110246600
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月25日
發(fā)明者葉榮學(xué), 孫偉 申請(qǐng)人:吉林市華維電力科技有限公司