【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和能源行業(yè)逐漸嚴(yán)峻的形勢,小型高速高效汽輪機在能源動力行業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛。為了保證機組在使用現(xiàn)場安全穩(wěn)定地運行,主軸作為汽輪機設(shè)備的關(guān)鍵部件,在制造廠出廠前對其進(jìn)行振動狀態(tài)檢測成為設(shè)備出廠的前提條件。本論文根據(jù)制造廠振動檢測的要求和特點,針對被檢測主軸運行的高速特性,研究基于電渦流傳感器的非接觸式、適用于制造廠內(nèi)部的振動檢測技術(shù),研究可以保證后期主軸振動檢測的準(zhǔn)則,并基于LabVIEW軟件開發(fā)設(shè)計一套數(shù)字化高速汽輪機主軸振動檢測測試系統(tǒng),實現(xiàn)對小型高速汽輪機主軸軸頸跳動的出廠前高精度測量。本文通過對引起主軸振動因素的分析,以及研究制造廠內(nèi)主軸振動幅度對汽輪機現(xiàn)場運行振動的影響,提出制造廠內(nèi)主軸跳動檢測對后期主軸平穩(wěn)運行以及振動檢測真實性的保證準(zhǔn)則。通過研究電渦流傳感器的工作方式和原理,建立等效電磁場數(shù)學(xué)模型,推導(dǎo)檢測物理參數(shù)項與電渦流傳感器輸出特性的關(guān)系,選擇采用電渦流傳感器解決被測主軸高速運轉(zhuǎn)帶來的非接觸測量問題�；贚abVIEW程序軟件對整個測試系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計,建立原理結(jié)構(gòu)圖和數(shù)據(jù)處理流程圖,建立功能程序框圖,并根據(jù)系統(tǒng)各模塊的功能設(shè)計檢測主函數(shù),選配了相關(guān)檢測系統(tǒng)硬件設(shè)施。通過制造廠內(nèi)部檢測試驗驗證,對試驗過程和試驗結(jié)果進(jìn)行分析,驗證了所研制的檢測系統(tǒng)所具有的各項相應(yīng)功能。通過整機試車時跟蹤測量,驗證該檢測系統(tǒng)對后期振動檢測的必要性和有效性。根據(jù)推廣使用過程中積攢的檢測數(shù)據(jù),更進(jìn)一步的證實了所設(shè)計系統(tǒng)的真實性和準(zhǔn)確性,對檢測系統(tǒng)運行中出現(xiàn)的主軸軸頸振動超出出廠要求的問題采用具體剖析的方法予以分析并制定出解決方法,對后期可能出現(xiàn)的相關(guān)類似問題編制出解決方案。本文的創(chuàng)新點:1、研究了采用電渦流傳感器時高速主軸軸頸振動非接觸式檢測的等效數(shù)學(xué)模型,獲得了距離變化與電渦流傳感器內(nèi)部功能參數(shù)變化之間的關(guān)系,為實施非接觸式主軸振動檢測奠定了基礎(chǔ)。2、采用增加圓周采樣點數(shù)、雙監(jiān)測點互補和真空試驗倉的測試方案,降低了高速運轉(zhuǎn)時主軸轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定性、氣流擾動對檢測數(shù)據(jù)精度的影響,滿足高速檢測要求。3、采用LabVIEW軟件,設(shè)計了數(shù)字化檢測測試系統(tǒng),通過采集汽輪機轉(zhuǎn)子振動數(shù)據(jù)并將振動數(shù)據(jù)予以計算分析,從運算過程中減少了數(shù)據(jù)采集誤差并通過三坐標(biāo)檢測儀對校驗主軸數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,保證了檢測精度,驗證了檢測系統(tǒng)的正確性。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TK266
【圖文】：

傳統(tǒng)的接觸式探針測量，用夾具支撐使被測工件繞基準(zhǔn)軸線旋轉(zhuǎn)一周，讀出逡逑指示器最大偏差值即可。操作簡單，使用經(jīng)濟(jì)，但是精度較差，易造成探針和工逡逑件表面的磨損。如（圖３－１）所示，這種測量能夠客觀地反映主軸外表面機械加逡逑工輪廓的位移變化，但鑒于測量精度受多種因素影響，通常用于對于檢測數(shù)值要逡逑求精度不高的測量。逡逑圖３－１接觸式探針檢測圖逡逑磁電式位移傳感器也是采用直接接觸工件的檢測方法，如（圖３－２）所示，逡逑傳感器探頭將被測轉(zhuǎn)軸徑向跳動位移量通過接觸點傳遞到固定支架上的磁電式逡逑位移傳感器，而磁電式位移傳感器利用電磁感應(yīng)原理，將探頭傳遞過來的位移變逡逑化輸入變換成電磁感應(yīng)電壓輸出。代表產(chǎn)品是美國本特利公司的早期轉(zhuǎn)軸絕對振逡逑動檢測裝置。這種測量作為直接接觸式，同樣存在著接觸點的磨損問題，雖然可逡逑以通過對接觸點進(jìn)行潤滑來改善，但是相應(yīng)的潤滑程度就直接影響著測量值。逡逑１２逡逑

以上兩種測量方式都屬于直接接觸式測量，都存在著接觸點的磨損問題，而逡逑非接觸式測量系統(tǒng)則可避免該問題。渦流傳感器作為一種線性化的非接觸測量工逡逑具，如（圖３－３）所示，利用探頭頭部的交變磁場在被測轉(zhuǎn)軸表面產(chǎn)生感應(yīng)電流，逡逑而這個電渦流場也相應(yīng)的產(chǎn)生一個與探頭頭部線圈方向相反的交變磁場。其利用逡逑的是電磁感應(yīng)原理，避免了探測儀器與被測工件的直接接觸，就避免了接觸式測逡逑量工具的接觸磨損弊端。代表產(chǎn)品是德國飛利浦公司ＲＭＳ７００系列檢測裝置。處逡逑于高速運轉(zhuǎn)的主軸，更趨向于選擇非接觸式的監(jiān)測方式，在出廠前應(yīng)選用類似檢逡逑測方式予以確認(rèn)。逡逑￣，逡逑１邋１邋＾逡逑＾邋＠邋＠邐＾＾＾逡逑１邐轉(zhuǎn)軸邐１逡逑圖３－３電渦流傳感器檢測圖逡逑電渦流傳感器由前置器、延伸電纜、探頭線圈以及被測物體構(gòu)成［３４］，如（圖逡逑３－４）所示。前置器中由電阻、電感、電容等元件組成的振蕩電路能夠產(chǎn)生高頻逡逑率振蕩電流，而通過延伸電纜流入探頭頭部的線圈，在探頭線圈中產(chǎn)生交變的逡逑磁場Ｈｌ［３５］。如果被測物體未在探頭線圈產(chǎn)生的交變磁場有效范圍內(nèi)，則磁場能逡逑１３逡逑

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本文編號：2718615