本发明涉及一种大型电机转轴轴向位移状态分析方法。
背景技术：
轴向位移在线监测是现有技术中对大型旋转机械体状态监控的重要手段之一，主要用来监测旋转机械体中止推环法兰与止推轴承之间的相对位置，通过各种类型的监测仪记录变化数据，设定报警临界值，以起到保护设备的作用。但大型旋转机械，如大型电机，其轴向位移有很多原因组成，如外力冲击、电磁场不对称、轴瓦油膜不稳定、对中不良等，尚无法采用现有技术进行精细化分析。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种大型电机转轴轴向位移状态分析方法，本方法通过对在线实时检测、采集信息的设定，监测系统对预设数据的组合分析比较，直观地获得电机实时运行状态，从而有利于故障预判，非故障运行状态的实时分析。
为解决上述技术问题，本发明大型电机转轴轴向位移状态分析方法包括如下步骤：
步骤一、电机转轴与轴瓦座形成旋转支承结构，设定轴瓦座两侧分别为a侧和b侧，a侧转轴止推面与轴瓦止推面之间的间隙为d1，b侧转轴止推面与轴瓦止推面之间的间隙为d2；在转轴一端设置与转轴同步旋转的测量盘，测量盘端面设置轴向位移传感器，轴向位移传感器检测测量盘端面的位移变化量；
步骤二、在监测系统人机界面设置横坐标为时间t、纵坐标为距离d的坐标系，横坐标上方和下方分别为第一象限和第二象限，第一象限和第二象限分别为a侧运行状态区和b侧运行状态区；
步骤三、分别在坐标系的第一象限和第二象限内依次设定a侧运行状态区和b侧运行状态区的预警线、报警线和限位线以及运行状态线，在电机转轴静止的初始状态下，运行状态线与时间t轴重合，并且运行状态线与a侧运行状态区的限位线间距为d1，运行状态线与b侧运行状态区的限位线间距为d2；电机转轴旋转后，运行状态线与时间t轴之间的距离为d3；
步骤三、电机运行后，电机转轴发生轴向位移，通过轴向位移传感器检测测量盘端面的位移变化量，从而得到d1和d2的变化量，并将变化量数据传输至监测系统，监测系统人机界面显示运行状态线的变化位置，当运行状态线落入预警线与报警线区间时，监测系统发出预警信号，当运行状态线落入报警线与限位线区间时，监测系统发出报警信号。
进一步，在电机运行过程中，监测系统分别记录运行状态线落入预警线与报警线区间以及报警线与限位线区间的次数。
进一步，监测系统发出预警信号和报警信号是声光信号。
由于本发明大型电机转轴轴向位移状态分析方法采用了上述技术方案，即本方法中电机转轴与轴瓦座形成旋转支承结构，设定轴瓦座两侧间隙为d1和d2；在转轴一端设置测量盘，采用轴向位移传感器检测测量盘端面的位移变化量；在监测系统人机界面设置横坐标为时间t、纵坐标为距离d的坐标系，横坐标上下方分别为轴瓦座两侧的运行状态区；运行状态区内分别设定预警线、报警线和限位线以及运行状态线，电机运行后，电机转轴发生轴向位移，当运行状态线落入预警线与报警线区间时，监测系统发出预警信号，当运行状态线落入报警线与限位线区间时，监测系统发出报警信号。本方法通过对在线实时检测、采集信息的设定，监测系统对预设数据的组合分析比较，直观地获得电机实时运行状态，从而有利于故障预判，非故障运行状态的实时分析。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：
图1为本方法中电机转轴与轴瓦座旋转支承结构示意图；
图2为本方法中坐标系示意图；
图3为本方法中电机运行过程运行状态线位置变化示意图。
具体实施方式
实施例如图1和图2所示，本发明大型电机转轴轴向位移状态分析方法包括如下步骤：
步骤一、电机转轴1与轴瓦座2形成旋转支承结构，设定轴瓦座2两侧分别为a侧和b侧，a侧转轴止推面11与轴瓦止推面21之间的间隙为d1，b侧转轴止推面12与轴瓦止推面22之间的间隙为d2；在转轴1一端设置与转轴1同步旋转的测量盘3，测量盘3端面设置轴向位移传感器4，轴向位移传感器4检测测量盘3端面的位移变化量；
步骤二、在监测系统人机界面设置横坐标为时间t、纵坐标为距离d的坐标系，横坐标上方和下方分别为第一象限和第二象限，第一象限和第二象限分别为a侧运行状态区和b侧运行状态区；
步骤三、分别在坐标系的第一象限和第二象限内依次设定a侧运行状态区和b侧运行状态区的预警线7、8、报警线6、9和限位线5、10以及运行状态线d，在电机转轴1静止的初始状态下，运行状态线d与时间t轴重合，并且运行状态线d与a侧运行状态区的限位线5间距为d1，运行状态线d与b侧运行状态区的限位线10间距为d2；电机转轴1旋转后，运行状态线d与时间t轴之间的距离为d3；
步骤三、电机运行后，电机转轴1发生轴向位移，通过轴向位移传感器4检测测量盘3端面的位移变化量，从而得到d1和d2的变化量，并将变化量数据传输至监测系统，监测系统人机界面显示运行状态线d的变化位置，当运行状态线d落入预警线7、8与报警线6、9区间时，监测系统发出预警信号，当运行状态线d落入报警线6、9与限位线5、10区间时，监测系统发出报警信号。
优选的，在电机运行过程中，监测系统分别记录运行状态线d落入预警线7、8与报警线6、9区间以及报警线6、9与限位线5、10区间的次数。
优选的，监测系统发出预警信号和报警信号是声光信号。
本方法通过测量盘及轴向位移传感器检测电机运行时转轴的轴向位移，并在监测系统人机界面设置对应转轴轴向位移的坐标系，坐标系内设定预警线、报警线和限位线以及运行状态线，根据运行状态线的位移变化作出相应的判定。
本方法在实际应用时，在大电机转轴静止状态下，测量出a侧和b侧的间隙初始参数d1、d2，如，测得d1=5mm、d2=4mm，将该值设定为运转前初始参数，该数值固定不变，在监测系统人机界面将d3调整到0位，使运行状态线与时间t轴重合；在监测系统人机界面的坐标系中设定预警区和报警区的宽度，即a侧预警线到报警线为预警区，报警线到限位线为报警区，b侧预警线到报警线为预警区，报警线到限位线为报警区，假设都为1mm。
当电机启动后，电机转轴旋转，此时转轴的轴向位置会发生变化，其位移值由测量盘端面设置的轴向位移传感器获得，此时d1+d2总的间隙不变，但d1和d2间隙会发生变化，如果运行状态线在第二像限内向下偏移0.5mm，则运行状态线与t轴的距离d3为0.5mm，说明电机转轴由初始静止状态起动旋转后向b侧位移了0.5mm，相应的d1=5.5mm，d2=3.5mm，并在人机界面中显示出d1、d2、d3的实时动态数值。其相对于现有的轴向位移监测技术，能直观地反映出电机起动前后转轴的位置变化、方向变化和数值变化，可以供专业技术人员分析发生变化的原因和对电机本身的影响；另外，第一像限的预警线与第二像限的预警线之间是安全运行区域，电机在此安全区域里运行时运行状态线的波动也可以作为技术人员对电机运行状态的分析研究。
如图3所示，当电机转轴发生异常时，如受外力冲击后向b侧移动，运行状态线d的峰值d4进入预警线8与报警线9之间的预警区域，或运行状态线d的峰值d5进入报警线9和限位线10之间的报警区域，则在人机界面中作出记录并显示，由于电机运转过程中，操作人员不可能全程在人机界面进行监控，当异常状况发生在无人值守时，操作人员可以通过人机界面查看发生异常时的时间和峰谷数值，并可以与其它监控目标，如电压、电流、转速、温度等结合起来，分析异常发生的原因，当运行状态线d的峰值d5进入报警线9和限位线10之间的报警区域时，监测系统发出声光等报警，提示操作人员发生紧急状况。
本方法不仅保留了现有技术中对防止轴向碰撞的预警或报警的效果，同时通过电机静止和起动的对比，通过位移方向的变化，获得更精细化的对电机运行状态的分析和诊断。