[实用新型]基于转轴应变信号的汽轮发电机组轴承载荷识别装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于转轴的具有多跨多支撑模式的汽轮发电机组轴承载荷识别装置，尤其涉及一种基于转轴应变信号的具有多跨多支撑模式的汽轮发电机组轴承载荷识别装置。

背景技术

轴承是汽轮发电机组等旋转机械的重要部件，起着支撑转轴的重要作用，对于机组安全运行至关重要。大量的理论研究和工程实践表明，轴承所承受的载荷直接影响轴承工作状况：轴承载荷过重，轴承容易出现瓦温高、乌金碎裂、碾瓦等故障；轴承载荷过轻，容易出现油膜涡动和油膜振荡等故障。这两种情况下，轴系都会产生较大振动，从而影响机组安全运行。随着机组向大型化方向发展以及现代电力工业对机组安全运行的要求越来越高，识别轴承载荷、分析轴承工作状况，并在此基础上在机组安装和检修时对轴承载荷分配进行优化调整就显得越来越重要。

汽轮发电机组轴系通常是由多根转子（2个或2个以上）所组成的轴系，其上含有3个和3个以上的轴承，这是一个静不定系统，各轴承所承受的载荷无法直接求出。轴承所承受的载荷与各轴承之间的安装标高等因素直接相关，影响因素众多，很难准确计算出来。目前所采用的测试方法主要有三种：（1）在轴承底部打孔，安装油压传感器，由实测轴承油膜压力反推，这种方法的准确度取决于轴承计算分析模型的准确性以及油膜压力测量位置、测试方法等，影响因素和不确定因素很多，工程实践表明，这种方法的识别误差较大；（2）在轴承座底部安装力传感器测试轴承载荷，由于轴承座底部面积较大，测量时需要在轴承座底部4个角上都安装力传感器，将轴承座“托”起来，这种方法改变了轴承座底部接触状态和轴系校中状态，与实际工作状况不符；（3）顶举法：在轴承附近转轴正下方安装千斤顶，转轴正上方安装百分表，测试千斤顶不同顶举力下百分表读数，由此求出轴承载荷。为了能准确求出轴承载荷，这种方法要求千斤顶必须将轴顶起一段距离，即将轴承“托”空。但是，由于轴承间隙通常很小，大多在0.2mm~0.5mm之间，顶举时很容易碰到上部轴瓦，从而产生一个来自于上瓦的、额外的反作用力，导致结果误差较大。而且，这种方法一次只能对一个轴承进行试验，无法同时求出各轴承载荷。此外，上述三种方法都无法求出轴承水平方向上所承受的载荷。因此，研究一种新的轴承载荷测试识别装置就显得很重要。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于转轴应变信号的汽轮发电机组轴承载荷识别装置，测试结果可以较为真实地反映轴系载荷分布情况。

本实用新型采用下述技术方案：一种基于转轴应变信号的汽轮发电机组轴承载荷识别装置，包括应变测量装置、应变信号传输装置和中央处理单元，所述应变测量装置和应变信号传输装置分别用于设置在转轴表面的每两个轴承之间，应变测量装置的信号输出端通过应变信号传输装置与中央处理单元的信号输入端连接。 

所述的应变信号传输装置包括无线发射装置和无线接收装置，应变测量装置的信号输出端与无线发射装置的信号输入端连接，无线发射装置与无线接收装置无线通信，无线接收装置的信号输出端与中央处理单元的信号输入端连接。

所述的应变测量装置为应变片，在每两个轴承之间的应变测量截面的任一直径两端均设置有应变片。

在每两个轴承之间的应变测量截面的任一直径两端各设置有两个应变片，每两个轴承之间的应变测量截面的四个应变片构成全桥测式模式。

由于在不同的轴承载荷状态下，汽轮发电机组转轴弹性变形不同，各点应变和应力分布情况不同，所以本实用新型通过测试转轴不同截面处的应变信号，了解转轴应力分布情况，识别出轴承载荷，帮助分析危险截面，由所识别出的轴承载荷可以分析汽轮发电机组实际运转过程中各轴承工作状态，进而帮助判断轴承瓦温高、碾瓦、碎瓦、失稳、振动大等故障原因，并可在此基础上进一步分析轴系校中情况。与现有技术相比，具有如下优点：

（1）能够同时识别出轴系各轴承载荷，无须针对每一个轴承进行；

（2）不仅可以求出轴承垂直方向上的载荷，也可以求出水平方向上的载荷，两个方向上的载荷可以同时求出；

（3）测试时轴系所处状态即为轴系实际工作状态，无须在轴承座底部布置测力计和在轴瓦内表面打孔布置油压传感器等，测试结果可以较为真实地反映轴系载荷分布情况。

（4）一次测试大约只需10分钟即可完成，具有快速、方便特点，有效地帮助技术人员开展汽轮发电机组等旋转机械状态监测和故障诊断工作。

附图说明

图1为本实用新型的测试装置结构示意图；

图2为轴系应变片所处角度定义和全桥应变片布置方式图。

具体实施方式