一种用于核电大型励磁机摆轴试验装置的制作方法

本实用新型涉及核电站汽轮发电机设备安装技术领域，更具体的说，尤其涉及一种用于核电大型励磁机摆轴试验装置。

背景技术：

在发电机组设备中，励磁机转轴和发电机转轴通常采用对轮进行连接，励磁机轴承位置的晃度对对轮螺栓上力矩的响应非常敏感，如果励磁机转轴晃度调整不当，则会造成励磁机转轴产生较大的振动，造成轴系正常运转过程中励磁机轴承振动、轴瓦温度的超限，对机组运行造成重大威胁，极大地影响发电机组的安全稳定运行。

因此在发电机组安装过程中需要进行摆轴试验，摆轴试验是通过将需要对接的两根转轴(发电机和励磁机)通过螺栓联接、旋转盘动，并依靠对轮螺栓的不同力矩值的加载来调整转轴在轴承位置处的晃度(即转轴旋转一周，在径向上的摆动幅度)，通过调节连接螺栓力矩最终使得晃度满足制造商的设计要求的一系列过程。

现有励磁机摆轴试验主要存在以下两个问题：1.现有励磁机摆轴试验采用传统的机械式百分表，靠人工读取数字，读取数字时，存在人眼的误差，并且多块表同时读数的同步性较弱，人眼和同步读数的误差极大降低了摆轴试验的精确度；2.现有励磁机摆轴试验采用行车和手拉葫芦固定转轴，行车的震动会传递到转轴本体，易导致试验数据不准确，对摆轴试验过程产生干扰。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术中摆轴试验精度低，且易受干扰等问题，提供一种用于核电大型励磁机摆轴试验装置，通过采用自动化装置，同时利用数字化数据采集和处理装置取代传统人工读数，极大提高摆轴试验的精度；此外通过设计一种摆轴试验装置用专用的支撑装置取代现有行车，极大降低外界振动对试验的干扰，进一步提高试验精度。

本实用新型提供了一种用于核电大型励磁机摆轴试验装置，包括，用于以不同力矩紧固连接在所述励磁机转轴和发电机转轴的多个螺栓的力矩调整件；抵靠所述励磁机转轴的摆轴检测单元，所述摆轴检测单元用于检测所述励磁机转轴的摆动；与力矩调整件及摆轴检测单元电连接的控制器；

所述控制器用于控制所述力矩调整件以递增的力矩紧固每一所述螺栓，在每一个递增力矩控制所述摆轴检测单元检测所述励磁机转轴的摆动，递增力矩包括最小紧固力矩和最大紧固力矩；

所述控制器还用于根据上一次检测的转轴摆动结果，调整多个螺栓中的部分螺栓的递增力矩，控制力矩调整件紧固所述部分螺栓，增加力矩或校准转轴摆动，以实现校正励磁机转轴和发电机转轴同心对接。

优选地，多个所述螺栓分布在所述励磁机转轴和发电机转轴的连接处形成多个标记位，所述控制器还用于通过制动开关控制所述励磁机转轴旋转，控制所述摆轴检测单元检测所述励磁机转轴旋转至每一标记位时转轴的摆动。

优选地，所述力矩调整件为力矩扳手，所述力矩扳手上设置力矩检测单元，所述力矩检测单元用于将检测的力矩信号发送至控制器。

优选地，所述励磁机转轴由励磁机对轮，励磁机整流盘，励磁机定子，励磁机轴承和励磁机扩散器依次同轴连接构成，所述摆轴检测单元分别检测励磁机转轴在励磁机对轮和励磁机轴承处的摆动。

优选地，所述摆轴检测单元包括：

第一摆轴检测组件，安装在励磁机轴承周向，用于测量励磁机转轴在励磁机轴承处的摆动；

第二摆轴检测组件，安装在励磁机对轮周向，用于测量励磁机转轴在励磁机对轮处的摆动；

所述第一摆轴检测组件和所述第二摆轴检测组件与所述控制器电连接。

优选地，第一摆轴检测组件，包括：

轴承测量百分表一，安装在励磁机轴承垂直方向，用于测量励磁机转轴旋转过程中在励磁机轴承处竖直方向高度信号；

轴承测量百分表二，安装在励磁机轴承水平方向，用于测量励磁机转轴旋转过程不同螺栓对应处的晃度；

所述轴承测量百分表一和所述轴承测量百分表二与所述控制器电连接。

优选地，第二摆轴检测组件，包括：

对轮测量百分表一，安装在励磁机对轮垂直方向，用于测量励磁机转轴旋转过程中在励磁机对轮处竖直方向高度信号；

对轮测量百分表二，安装在励磁机对轮水平方向，用于测量励磁机转轴旋转过程不同螺栓对应处的晃度；

所述对轮测量百分表一和所述对轮测量百分表二与所述控制器电连接。

优选地，还包括显示单元，所述显示单元与所述控制器电连接，所述显示单元用于显示摆轴检测单元的检测结果。

优选地，还包括数据采集转换器，所述数据采集转换器的输入端与所述摆轴检测单元的输出端电连接，所述数据采集转换器的输出端与所述控制器的输入端电连接，所述数据采集转换器用于采集所述摆轴检测单元检测的数据，然后将所述数据传递给所述控制器。

优选地，还包括支撑装置，试验过程中所述支撑装置设置于所述励磁机轴承处，所述支撑装置包括：

门架，所述门架固定地面上；

两个连接杆，所述连接杆的上端与门架可滑动连接，所述连接杆长度可调；

托环，所述托环两端可拆卸地连接在两个所述连接杆的下端，试验过程中，所述托环置于所述励磁机转轴轴颈下方；

所述门架通过所述连接杆连接所述托环，使所述托环与励磁机转轴接触，用于支撑所述励磁机转轴。

本实用新型方案提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：通过采用自动化装置，同时利用数字化数据采集和处理装置取代传统人工读数，提高了摆轴试验的自动化程度，消除了人眼读数误差，同时提高了多块表同时读数的同步性，极大提高了摆轴试验的精度；此外，通过设计专用的支撑装置取代现有行车，极大降低外界振动对试验干扰，进一步提高摆轴试验精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型第一实施例提供的励磁机摆轴试验装置的结构示意图；

图2是本实用新型第一实施例提供的励磁机转轴的对轮上的螺孔分布图；

图3是本实用新型第一实施例提供的励磁机对轮和发电机对轮连接处的结构示意图；

图4是本实用新型第一实施例提供的励磁机转轴的结构示意图；

图5是本实用新型第一实施例提供的支撑装置的结构示意图；

具体实施方式

本实用新型提供一种用于核电大型励磁机摆轴试验装置，解决了现有技术中摆轴试验精度低，且易受干扰等问题，通过采用自动化装置及数字化的数据采集和处理装置取代传统人工读数，极大提高摆轴试验的精度；此外通过设计一种摆轴试验专用支撑装置取代现有行车，极大降低外界振动对试验干扰，进一步提高试验精度。

为了更好的理解本实用新型技术方案，下面将结合说明书附图以及具体实施方式对上述技术方案进行详细的说明，应当理解本实用新型实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本实用新型实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

实施例一

如图1和3所示，本实用新型第一实施例提供了一种用于核电大型励磁机摆轴试验装置，用于励磁机转轴对接发电机转轴时的摆轴试验，包括，用于以不同力矩紧固连接在所述励磁机转轴和发电机转轴的多个螺栓82的力矩调整件 1；抵靠所述励磁机转轴的摆轴检测单元3，所述摆轴检测单元3用于检测所述励磁机转轴的摆动；与力矩调整件1及摆轴检测单元3电连接的控制器4，所述控制器4用于控制所述力矩调整件1以递增的力矩紧固每一所述螺栓82，在每一个递增力矩控制所述摆轴检测单元3检测所述励磁机转轴的摆动，递增力矩包括最小紧固力矩和最大紧固力矩；所述控制器4还用于根据上一次检测的转轴摆动结果，调整多个螺栓82中的部分螺栓82的递增力矩，控制力矩调整件1 紧固所述部分螺栓82，增加力矩或校准转轴摆动，以实现校正励磁机转轴和发电机转轴同心对接。

具体地，多个所述螺栓82均匀分布在所述励磁机转轴和发电机转轴的连接处形成多个标记位，所述控制器4还用于通过制动开关5控制所述励磁机转轴旋转，控制所述摆轴检测单元3检测所述励磁机旋转至每一标记位时转轴的摆动。

参见图2所述，在本实施例中，所述励磁机对轮91上分布有18个螺孔，连接状态时，每个螺孔中均设置一螺栓82，在18个螺孔的位置按照“0”位开始沿逆时针的方向依次标记1、2、3…18共18个标记位，其中与1-9标记位相对应的相邻两螺孔之间距离和与10-18标记位相对应相邻两螺孔之间距离相等。与1和18标记位相对应的两个螺孔之间距离和与9和10标记位相对应的两个螺孔之间距离相等，且略大于与1-9标记位相对应的相邻两螺孔之间距离，标记所述螺孔可便于读数时记录准确读数的相位。在其它实施例中，所述励磁机对轮91上分布的18个螺孔均匀分布，且相邻两螺孔相位为20度。

参见图3所示，在本实施例中，所述励磁机对轮91和发电机对轮101对接，且励磁机对轮91上螺孔和发电机对轮101上螺孔一一对应，所述螺栓82置于励磁机对轮91螺孔和发电机对轮101螺孔中从而将所述励磁机转轴和发电机转轴连接。

所述螺栓82的螺杆外套置有剪切套筒81，所述剪切套筒81外周面同时与发电机对轮91和励磁机对轮101过盈连接，所述剪切套筒81用于将发电机对轮101剪切力传递给励磁机对轮91。所述止动套筒83套置在所述螺栓82的螺帽外周，防止所述螺栓82松脱。

具体地，力矩调整件1为力矩扳手，所述力矩扳手上设置力矩检测单元，所述力矩检测单元为安装于所述力矩扳手开口处的力矩感应器，所述力矩感应器与所述控制器4电连接，所述力矩感应器可用于测量力矩扳手的力矩信号，并将检测的力矩信号发送至控制器4。

参见图4所示，具体地，所述励磁机转轴由励磁机对轮91，励磁机整流盘 92，励磁机定子93，励磁机轴承94和励磁机扩散器95依次同轴连接构成，所述摆轴检测单元3分别检测励磁机转轴在励磁机对轮91和励磁机轴承94处的摆动。

具体的，所述摆轴检测单元3包括：

第一摆轴检测组件，安装在励磁机轴承94周向，用于测量励磁机转轴在励磁机轴承94处的摆动；

第二摆轴检测组件，安装在励磁机对轮91周向，用于测量励磁机转轴在励磁机对轮91处的摆动；

所述第一摆轴检测组件和所述第二摆轴检测组件与所述控制器4电连接。

具体地，第一摆轴检测组件，包括：

轴承测量百分表一31，安装在励磁机轴承94垂直方向，用于测量励磁机转轴旋转过程中在励磁机轴承94处竖直方向高度信号；

轴承测量百分表二32，安装在励磁机轴承94水平方向，用于测量励磁机转轴旋转过程不同螺栓82对应处的晃度；

所述轴承测量百分表一31和所述轴承测量百分表二32与所述控制器4电连接。

具体地，第二摆轴检测组件，包括：

对轮测量百分表一33，安装在励磁机对轮91垂直方向，用于测量励磁机转轴旋转过程中在励磁机对轮91处竖直方向高度信号；

对轮测量百分表二34，安装在励磁机对轮91水平方向，用于测量励磁机转轴旋转过程不同螺栓82对应处的晃度；

所述对轮测量百分表一33和所述对轮测量百分表二34与所述控制器4电连接。

在本实施例中，所述轴承测量百分表一31和对轮测量百分表一33用于测量励磁机转轴在竖直方向的摆动情况，当所述轴承测量百分表一31或对轮测量百分表一33检测的数值大于标准值时，所述控制器4通过制动开关5停止所述励磁机转轴旋转，进行停机重新校正，本设备通过在竖直方向设置百分表，实时监控设备在竖直方向的摆动情况，较大提高摆轴试验的可控性和精确度。

具体地，还包括数据采集转换器2，所述数据采集转换器2的输入端与所述摆轴检测单元3的输出端电连接，所述数据采集转换器2的输出端与所述控制器4的输入端电连接，所述数据采集转换器2用于采集所述摆轴检测单元3检测的数据，然后将所述数据传递给所述控制器4。

具体地，还包括显示单元6，所述显示单元6与所述控制器4电连接，所述显示单元6用于显示摆轴检测单元3的检测结果。所述显示单元6便于实验人员观察实验结果免去人眼读数和记录的操作，也避免了由于人眼读数带来的误差，从而提高试验精度。

如图5所示，本实验装置还包括支撑装置，所述支撑装置用于支撑所述励磁机转轴，试验过程中所述支撑装置设置于所述励磁机轴承94处，所述支撑装置包括：

门架71，所述门架71固定在地面上；在本实施例中，所述支架712直接固定在地面上，借助地面较好的减振性能，极大降低外界振动对支撑装置的影响。

两个连接杆72，所述连接杆72的上端与门架71可滑动连接，所述连接杆 72长度可调；可滑动连接方式可便于调整所述连接杆72位置，从而调整托环 73和励磁机转轴的接触位置，从而减少托环73对励磁机转轴水平方向转动的影响。连接杆72长度可调可便于调整托环73的高度。

托环73，所述托环73两端可拆卸地连接在两个所述连接杆72的下端，试验过程中，所述托环73置于所述励磁机转轴轴颈下方；

所述门架71通过所述连接杆72连接所述托环73，使所述托环73与励磁机转轴接触，可利用所述托环73模拟励磁机转轴的轴瓦，从而试验过程中，励磁机转轴处于正常工作状态。

具体地，所述门架71包括横梁711和两个支架712，两个所述支架712上端分别与所述横梁711两端连接，两个所述支架712分别位于励磁机转轴两侧，且所述支架712下端均固定在地面上，两个连接杆72上部与所述横梁711可滑动连接。

具体地，所述连接杆72包括滑动环721和连接部722，所述连接部722上端与滑动环721连接，所述连接部722下端与所述托环73可拆卸连接，所述滑动环721套设在所述横梁711上，所述滑动环721与所述横梁711接触部位设置滚轮7211，所述滚轮7211可沿横梁711轴向运动。

具体地，所述托环73内曲面设置钨合金衬里，所述钨合金衬里可用于减少励磁机转轴和托环73之间摩擦，降低托环73对励磁机转轴的损害，延长设备使用寿命。

具体地，所述钨合金衬里的厚度为0.5-2.5mm。

实施例二

本实用新型实施例提供了一种用于核电大型励磁机摆轴试验方法，适用于实施例一所示的用于核电大型励磁机摆轴试验装置，该方法包括如下步骤：

a)励磁机对轮91和发电机对轮101进行对接，找正所述发动机对轮101 和励磁机对轮91同心度后，紧固螺栓82使其带有一定的初始力矩；

b)翻出励磁机转轴轴承处的轴瓦，用支撑装置承担励磁机转轴的轴瓦侧转轴重量，使得励磁机转轴在轴承位置的摆动不再受轴承的约束，呈现其真实的摆动状态；

c)盘动励磁机转轴和发电机转轴，稳定后，利用所述控制器4控制所述摆轴检测单元3检测所述励磁机旋转至每一标记位时转轴的摆动。根据摆轴检测单元3检测值，确定需紧固的螺栓82，力矩调整件1按照力矩紧固调整方案给对应螺栓82加载一定力矩；

d)重复步骤c)，直至所有螺栓82力矩均达到1500Nm左右，慢速盘车使晃度稳定，然后以不同力矩分别紧固螺栓82，校准晃度不使超差；晃度合格之后，螺栓82锁紧片锁紧。

具体地，步骤a)的详细操作步骤为，在励磁机对轮91上反复查找“0”位标记，在发电机对轮101上查找“0”位标记。将两转轴分别盘动到“0”位对“0”位的位置；利用励磁机整流盘92上的顶丝孔将励磁机对轮91顶向发电机对轮101，使励磁机对轮91与发电机对轮101间隙剩余约10mm，达到对接状态，使用工具逐个推入剪切套筒81至发电机对轮101螺孔位置；使用4个螺栓82，从100NM开始，逐个紧固，将励磁机对轮91拉向发电机对轮101，直至间隙消除，最终此螺栓82力矩达到300NM。装入其余所有螺栓82，紧固力矩均达到 300Nm。

具体地，在步骤b)紧固螺栓82时，从需借正的一组螺栓82开始紧固，且操作过程中，轴承测量百分表二32在对角相位的读数差不大于0.063mm。

具体地，在步骤c)中所述力矩紧固调整方案为：

当力矩感应器检测的螺栓82力矩值小于1500Nm时，力矩调整件1给每个螺栓82每次增加250Nm力矩；

当力矩感应器检测的螺栓82力矩大于1500Nm小于1650Nm时，力矩调整件1给每个螺栓82每次增加50Nm力矩；

当力矩感应器检测的螺栓82力矩大于1500Nm小于1650Nm时，根据需要，力矩调整件1给每个螺栓82每次增加25Nm力矩。

通常情况，在螺栓82力矩越大时，增加相同力矩对励磁机转轴影响也越大，在上述力矩紧固调整方案中，调整力矩随着力矩值增加而减小，降低了力矩校准过程中晃度突变的概率，较大提高实验成功率。

具体地，在步骤d)中所述晃度合格后，所有螺栓82中最小力矩大于1650 Nm，最大力矩小于1930Nm。

具体地，所述晃度合格标准为，转轴转动一圈中，轴承测量百分表一31对准不同联轴器8的螺栓82时，所有读数中最大值减最小值不大于0.13mm，对角读数差值不大于0.063mm。

综上所述，本申请方案相对于现有技术至少具有以下有益技术效果：

1)通过采用自动化装置，同时利用数字化数据采集和处理装置取代传统人工读数，提高了摆轴试验的自动化程度，消除了人眼读数误差，同时提高了多块表同时读数的同步性，极大提高了摆轴试验的精度；

2)通过设计专用的支撑装置取代现有行车，极大降低外界振动对试验干扰，进一步提高摆轴试验精度。

以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。