一种用于模拟立式水轮发电机组的动平衡装置的制作方法

本发明涉及动平衡机领域，尤其涉及一种用于模拟立式水轮发电机组的动平衡装置。

背景技术：

平衡机是测量旋转物体(转子)不平衡量大小和位置的机器。因转子在围绕其轴线旋转时，由于相对于轴线的质量分布不均匀而产生离心力。这种不平衡离心力作用在转子轴承上会引起振动，产生噪声和加速轴承磨损，以致严重影响产品的性能和寿命，因此要运用平衡机进行检测。

平衡机的主要性能是用最小可达剩余不平衡量，和不平衡量减少率两项综合指标表示的。前者是平衡机能使转子达到的剩余不平衡量的最小值，它是衡量平衡机最高平衡能力的指标；后者是经过一次校正后所减少的不平衡量与初始不平衡量之比，它是衡量平衡效率的指标，一般用百分数表示。

由于转子质量不平衡，转子重心与轴心产生偏心距。当主轴旋转时，由于失衡质量离心惯性力的作用，主轴将产生弯曲变形。轴变形越大，振动也越严重。一个不平衡的转子在其旋转过程中对其支撑布局和转子自身发生一个压力，并导致振动。如果转子质量分布均匀，制造和安装都合格，则运转是平衡的。理想情况下，其对轴承的压力，除重力之外没有其它的力，即与转子静止时一样，只有静压力。这种旋转与静止时对轴承只有静压力的转子，称为平衡的转子。如果转子以某一角速度旋转时，对轴承除有静压力外还附加动压力，则会产生一个不平衡力偶，造成转子不平衡，则称之为不平衡的转子。

现有的动平衡机不满足水电行业教学方面应用，未真实模拟立式水轮发电机组转子与转轮，只是单纯的测量动不平衡量，无法满足现场教学需求。

技术实现要素：

为了克服现有技术中的缺陷，提供一种用于模拟立式水轮发电机组的动平衡装置。

本发明通过下述方案实现：

一种用于模拟立式水轮发电机组的动平衡装置，包括主机柜，在所述主机柜的上方设有与之对应连接的驱动电机，所述驱动电机与联轴器对应连接，所述联轴器与主轴对应连接，在所述主轴的一端设有上轴承，在所述主轴的另一端设有下平衡轮，在所述主轴的中间依次设有上平衡轮和下轴承；

在所述上平衡轮的上表面开设有v型槽，在所述上平衡轮的中间开设有通孔，所述通孔与主轴相匹配，在所述通孔与主轴的连接处设有密封环，所述密封环与上平衡轮通过螺栓对应连接；

在所述下平衡轮的上表面开设有凹槽，在所述下平衡轮的中间开设有固定孔，在所述固定孔上设有密封盖，所述密封盖与下平衡轮通过螺栓对应连接。

所述主机柜包括上柜体和下柜体，在所述上柜体内设有联轴器，在所述联轴器与主轴的连接处设有上轴承，在所述下柜体内设有上平衡轮和下轴承，所述主轴穿过下柜体。

在所述主机柜的下方设有支撑架。

所述上轴承与固定板相匹配，所述固定板与上柜体对应连接。

所述下轴承与连接板相匹配，所述连接板与下柜体对应连接。

所述上平衡轮与主机柜相切，所述下平衡轮的直径小于主机柜的长度。

所述密封盖的直径大于固定孔的直径。

本发明的有益效果为：

1.本发明一种用于模拟立式水轮发电机组的动平衡装置中利用驱动电机带动联轴器，从而拖动主轴转动，因此拖动转子的传动方式是由驱动电机通过联轴器拖动转子，圈带拖动的优点是不影响转子的不平衡量，平衡精度高。

2.本发明一种用于模拟立式水轮发电机组的动平衡装置中上平衡轮安装在主轴的中间，下平衡轮安装在主轴的底部，并且上平衡轮上开设有v型槽，下平衡轮上开设有凹槽，在v型槽和凹槽内可以安装平衡块，平衡块可以沿着槽轨移动，通过调节平衡块的质量和位置，达到控制调节震动平衡的目的。

3.本发明一种用于模拟立式水轮发电机组的动平衡装置在主轴上安装有上轴承和下轴承，在实验过程中，可根据需要调节轴承得到不同的旋转速度，不仅操作方便，并且也利于维修维护。

附图说明

图1为本发明一种用于模拟立式水轮发电机组的动平衡装置的结构示意图；

图2为本发明一种用于模拟立式水轮发电机组的动平衡装置中上平衡轮的俯视结构示意图；

图中：1为驱动电机，2为主机柜，21为上柜体，22为下柜体，3为联轴器，4为主轴，5为上轴承，6为上平衡轮，7为下轴承，8为下平衡轮，9为支撑架，10为固定板，11为连接板，12为v型槽，13为通孔，14为密封环，15为凹槽，16为固定孔，17为密封盖。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明：

如图1所示，一种用于模拟立式水轮发电机组的动平衡装置，包括主机柜2，在所述主机柜2的上方设有与之对应连接的驱动电机1，所述驱动电机1与联轴器3对应连接，所述联轴器3与主轴4对应连接，在所述主轴4的一端设有上轴承5，在所述主轴4的另一端设有下平衡轮8，在所述主轴4的中间依次设有上平衡轮6和下轴承7，在所述主机柜2的下方设有支撑架9。本发明一种用于模拟立式水轮发电机组的动平衡装置中利用驱动电机1带动联轴器3，从而拖动主轴4转动，因此拖动转子的传动方式是由驱动电机1通过联轴器3拖动转子，圈带拖动的优点是不影响转子的不平衡量，平衡精度高。

在所述上平衡轮6的上表面开设有v型槽12，在所述上平衡轮6的中间开设有通孔13，所述通孔13与主轴4相匹配，在所述通孔13与主轴4的连接处设有密封环14，所述密封环14与上平衡轮6通过螺栓对应连接；在所述下平衡轮8的上表面开设有凹槽15，在所述下平衡轮8的中间开设有固定孔16，在所述固定孔16上设有密封盖17，所述密封盖17与下平衡轮8通过螺栓对应连接。本发明一种用于模拟立式水轮发电机组的动平衡装置中上平衡轮6安装在主轴4的中间，下平衡轮8安装在主轴4的底部，并且上平衡轮6上开设有v型槽12，下平衡轮8上开设有凹槽15，在v型槽12和凹槽15内可以安装平衡块，平衡块可以沿着槽轨移动，通过调节平衡块的质量和位置，达到控制调节震动平衡的目的。

所述主机柜2包括上柜体21和下柜体22，在所述上柜体21内设有联轴器3，在所述联轴器3与主轴4的连接处设有上轴承5，在所述下柜体22内设有上平衡轮6和下轴承7，所述主轴4穿过下柜体22，本发明中主机柜2为立式结构，分为上下两层，使得主机柜2空间结构分布更加合理，让其他组件的分配一目了然，便于操作维护。

所述上轴承5与固定板10相匹配，所述固定板10与上柜体21对应连接。所述下轴承7与连接板11相匹配，所述连接板11与下柜体22对应连接。本发明一种用于模拟立式水轮发电机组的动平衡装置在主轴4上安装有上轴承5和下轴承7，在实验过程中，可根据需要调节轴承得到不同的旋转速度，不仅操作方便，并且也利于维修维护。

如图2所示，所述上平衡轮6与主机柜2相切，所述下平衡轮8的直径小于主机柜2的长度，在实验操作进行平衡调节时，首先调节上平衡轮6上的平衡块，并且确保平衡块在转动时不会被甩出v型槽12，当需要进一步调节动态平衡时，可在下平衡轮8的凹槽上添加平衡块，并及时调节平衡块的质量，确保实验的顺利完成。

如图1所示，所述密封盖17的直径大于固定孔16的直径，密封盖17可以直接覆盖固定孔16，增强其连接强度，使得下平衡轮8与主轴4的连接更加紧密，减少下平衡轮8的振动，防止影响实验测试结果。

在本发明使用时可增加监测控制系统，如zjs-4智能振动摆度监视仪是以单片机为核心处理器的四通道智能数字化仪表。该仪表与电涡流位移传感器相连接可在线监测机组主轴x、y方向的径向振动；与低频振动传感器相连可在线监测垂直和水平两个通道的振动；可实时监测机组振动、摆度信号。

根据zjs-4智能振动摆度监视仪的连接电路，合上断路器qs接通电源，电源指示灯xd亮，转速表电源得电，说明电源已正常接通。按下起动按钮sb2，交流接触器km合上接通变频器电源，变频器得电待运行，接通转速表上运行开关，电机电源接通，电机运行。调节转速表上电位器，即可调节电机运行转速。sb1按钮为变频器运行停止按钮。

本发明的动平衡装置原理采用三点试配法进行试验。启动转子调整转速至最大振动转速，测量振动最大值并记录原始振动幅值a0；停下转子，在平衡块半径r相同的圆周上取三点“a1”、“a2”和“a3”，两两夹角近似120°；将试重块m’分别安装至“a1”、“a2”和“a3”处，启动转子调整转速至最大振动转速，分别测得振动幅值“a1”、“a2”和“a3”；根据测量试重块m’在三点处所测出的振动值，由公式可计算出由试重块m’引起的振幅值a’；因振幅与不平衡质量成正比，进而计算出原有的不平衡质量及偏重方向；按照计算所得，安装相应的配重块进行验证。

尽管已经对本发明的技术方案做了较为详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域技术人员来说，对上述实施例做出修改或者采用等同的替代方案，这对本领域的技术人员而言是显而易见，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。