[发明专利]轴系热态对中装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械设备中各转子轴线的对中装置，尤其是一种用于热态下设备轴系对中装置。

背景技术

轴系转子不对中是旋转机械设备最常见的故障之一，它主要是由机器各转子轴线之间产生轴线平行位移、轴线角度位移或综合位移等对中变化误差引起。发生转子不对中的轴系，不仅改变了转子轴颈与轴承的相互位置和轴承的工作状态，同时也降低了轴系的固有频率。轴系转子不对中，转子受力及支承所受的附加力，这是轴系发生异常振动和轴承早期损坏的重要原因。因此，在每台设备在装配、安装、调试时均进行冷态对中，但当投入正常运行后，因运行的热态等工况参数变化，轴系中心或轴承同心度均会变化很大，原先的冷态对中将会被破坏。也就是说设备在热态下轴系对中度与冷态相比相差较大，导致在热态下设备轴系中心跑偏，引起振动甚至故障。比较常见的是，由于轴系未进行进一步热态对中，将会导致以下几种常见故障：动静比较碰摩；因改变整个轴系临界转速而引起振型变化或者共振；导致烧瓦或油膜振荡；引起相关零件过度疲劳而损坏等。

由此看来，有必要在冷态或静态对中的基础上对整个轴系进行热态对中。目前最常用的热态对中方案如下：

1.在冷态对中完成的基础上开机使机组压力、温度等达到各级指标并满负荷稳定一段时间运行后停机，将所需热态对中的轴系联轴器每隔90°标号，然后依次盘车，用千分表等工具以最快速度记录下相应联轴器同心度、径向和轴向偏差，以此数据作为原始数据；

2.待机组完全冷却后，以前述方法将轴系所有联轴器同心度再次记录下来，作为冷态数据；

3.将热态数据与冷态数据作差值，依此差值作为依据补偿对中量，这样便完成热态对中过程。

不过现有方案存在以下缺点：

1.马上打闸停机，再打开外壳，架设工具测量对中数据，过程需要花费一定时间而非瞬间立即测量，测得的对中数据并非准确的热态状态下的对中数据；

2.虽然千分表是最常规测量工具，分度值为0.001mm或者0.002mm，示值范围一般为0~10mm，但由于安装、人为读数误差等一系列原因，得到的数据始终存在一定误差，若需进一步提高精度存在瓶颈；

3.过程中获得对中数据需要手动盘车，手动盘车使得轴系转动并不稳定恒速，而且因人因时而异，因而在一定程度也会影响热态对中数据的准确获得。

发明内容

本发明是要提供一种轴系热态对中装置及其方法，用于解决轴系在热态下的准确对中的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种轴系热态对中装置，包括电涡流传感器，转速传感器，隔交电路，信号衰减电路，ADC模数转换电路，ARM主控芯片，其特点是：在轴系的轴承位置或机组需调整对中位置轴附近分别布置一个横向和垂向电涡流传感器，分别用来测量轴系横向间隙和垂向间隙，在需调整对中位置的轴上粘贴一个反光纸，对应反光纸处设置转速传感器，用于键相标记角度；电涡流传感器采集机组轴系低速旋转时的横向间隙和垂向间隙值信号，经隔交电路和信号衰减电路处理后传入ADC模数转换电路转换成数字信号，数字信号再传入后端ARM主控芯片；转速传感器采集机组轴系旋转至反光片时的一瞬间的相位标记角度值信号，并输出方波信号至ARM主控芯片，ARM主控芯片通过热态对中软件作差值计算处理后输出热态对中所需的轴系位置补偿值数据信号给数据输出设备。

电涡流传感器分辨率为0.1um，量程为0.5~60mm，线性度<1%。

ARM主控芯片挂载嵌入式Linux操作系统并与触摸屏连接。

一种应用轴系热态对中装置对轴系进行对中方法，具体步骤是：

1．开机使机组满负荷稳定运行，轴系达到热态，降速使机组轴系匀速稳定在150转/分；

2.将转速传感器检测到反光纸时输出的方波信号的上升沿作为0°，并输出方波至ARM主控芯片，ARM主控芯片将以此方波上升沿作为触发点，自动保存此时刻由电涡流传感器采集的热态轴系的横向间隙数据X1和垂向间隙Y1； 

3.待机组完全冷却以后，开机使机组低速转动于150转/分，按照步骤二采集冷态轴系的横向间隙数据X2和垂向间隙Y2；

4．使用ARM主控芯片中的内置软件计算热态状态下间隙数据与冷态的间隙数据差值：△X=X1-X2，△Y=Y1-Y2，得到此次热态对中所需的补偿值△X和△Y，

5．根据此补偿值对轴系重新进行找正操作，从冷态对中的轴心位置移动到热态对中的轴心位置，完成整个热态对中过程。

本发明的有益效果：