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電渦流傳感器在大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械中的應(yīng)用
電渦流傳感器系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于電力、石油、化工、冶金等行業(yè)和一些科研單位。對(duì)汽輪機(jī)、水輪機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、空分機(jī)、齒輪箱、大型冷卻泵等大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸的徑向振動(dòng)、軸向位移、鍵相器、軸轉(zhuǎn)速、脹差、偏心、以及轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)研究和零件尺寸檢驗(yàn)等進(jìn)行在線測(cè)量和保護(hù)。
一、軸向位移測(cè)量
對(duì)于許多旋轉(zhuǎn)機(jī)械，包括蒸汽輪機(jī)、燃汽輪機(jī)、水輪機(jī)、離心式和軸流式壓縮機(jī)、離心泵等，軸向位移是一個(gè)十分重要的信號(hào)，過(guò)大的軸向位移將會(huì)引起過(guò)大的機(jī)構(gòu)損壞。軸向位移的測(cè)量，可以指示旋轉(zhuǎn)部件與固定部件之間的軸向間隙或相對(duì)瞬時(shí)的位移變化，用以防止機(jī)器的破壞。
軸向位移是指機(jī)器內(nèi)部轉(zhuǎn)子沿軸心方向，相對(duì)于止推軸承二者之間的間隙而言。有些機(jī)械故障，也可通過(guò)軸向位移的探測(cè)，進(jìn)行判別：1、止推軸承的磨損與失效；2、平衡活塞的磨損與失效；3、止推法蘭的松動(dòng)；4、 聯(lián)軸節(jié)的鎖住等。
軸向位移（軸向間隙）的測(cè)量，經(jīng)常與軸向振動(dòng)弄混。軸向振動(dòng)是指?jìng)鞲衅魈筋^表面與被測(cè)體，沿軸向之間距離的快速變動(dòng)，這是一種軸的振動(dòng)，用峰峰值表示。它與平均間隙無(wú)關(guān)。有些故障可以導(dǎo)致軸向振動(dòng)。例如壓縮機(jī)的踹振和不對(duì)中即是。
二、振動(dòng)測(cè)量
測(cè)量徑向振動(dòng)，可以由它看到軸承的工作狀態(tài)，還可以看到轉(zhuǎn)子的不平衡，不對(duì)中等機(jī)械故障。可以提供對(duì)于下列關(guān)鍵或基礎(chǔ)機(jī)械進(jìn)行機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)所需要的信息：1、工業(yè)透平，蒸汽/燃汽；2、壓縮機(jī)，空氣/特殊用途氣體，徑向/軸向；3、膨脹機(jī)；4、動(dòng)力發(fā)電透平，蒸汽/燃汽/水利；5、電動(dòng)馬達(dá)、發(fā)電機(jī) ；6、勵(lì)磁機(jī)；7、齒輪箱；8、泵；9、風(fēng)扇、風(fēng)機(jī)；10、往復(fù)式機(jī)械。
振動(dòng)測(cè)量同樣可以用于對(duì)一般性的小型機(jī)械進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)。可為如下各種機(jī)械故障的早期判別提供了重要信息：
1、軸的同步振動(dòng)，油膜失穩(wěn)；
2、轉(zhuǎn)子摩擦，部件松動(dòng)；
3、軸承套筒松動(dòng)，壓縮機(jī)踹振；
4、滾動(dòng)部件軸承失效，徑向預(yù)載，內(nèi)部/外部包括不對(duì)中；
5、軸承巴氏合金磨損，軸承間隙過(guò)大，徑向/軸向；
6、平衡（阻氣）活塞磨損/失效 ，聯(lián)軸器“鎖死”；
7、軸彎曲，軸裂紋；
8、電動(dòng)馬達(dá)空氣間隙不勻，齒輪咬合問(wèn)題；
9、透平葉片通道共振，葉輪通過(guò)現(xiàn)象。
三、偏心測(cè)量
偏心是在低轉(zhuǎn)速的情況下，電渦流傳感器系統(tǒng)可以對(duì)軸彎曲程度的測(cè)量，這種彎曲可由下列情況引起：
1、原有的機(jī)械彎曲 ·臨時(shí)溫升導(dǎo)致的彎曲 ·在靜止?fàn)顟B(tài)下，必然有些向下彎曲，有時(shí)也叫重力彎曲，外力造成的彎曲。
2、偏心的測(cè)量，對(duì)于評(píng)價(jià)旋轉(zhuǎn)機(jī)械全面的機(jī)械狀態(tài)，是非常重要的。特別是對(duì)于裝有透平監(jiān)測(cè)儀表系統(tǒng)（TSI）的汽輪機(jī)，在啟動(dòng)或停機(jī)過(guò)程中，偏心測(cè)量已成為不可少的測(cè)量項(xiàng)目。它使你能看到由于受熱或重力所引起的軸彎曲的幅度。轉(zhuǎn)子的偏心位置，也叫軸的徑向位置，它經(jīng)常用來(lái)指示軸承的磨損，以及加載荷的大小。如由不對(duì)中導(dǎo)致的那種情況，它同時(shí)也用來(lái)決定軸的方位角，方位角可以說(shuō)明轉(zhuǎn)子是否穩(wěn)定。
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汽輪機(jī)通常在高溫高壓及高轉(zhuǎn)速的條件下工作，是一種較為精密的重型機(jī)械，一般須與鍋爐（或其他蒸汽發(fā)生器）、發(fā)電機(jī)（或其他被驅(qū)動(dòng)機(jī)械）以及凝汽器、加熱器、泵等組成成套設(shè)備，一起協(xié)調(diào)配合工作。
由轉(zhuǎn)動(dòng)部分和靜止部分兩個(gè)方面組成。轉(zhuǎn)子包括主軸、葉輪、動(dòng)葉片和聯(lián)軸器等。靜子包括進(jìn)汽部分、汽缸、隔板和靜葉柵、汽封及軸承等。
汽缸
汽缸是汽輪機(jī)的外殼，其作用是將汽輪機(jī)的通流部分與大氣隔開(kāi)，形成封閉的汽室，保證蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)部完成能量的轉(zhuǎn)換過(guò)程，汽缸內(nèi)安裝著噴嘴室、隔板、隔板套等零部件；汽缸外連接著進(jìn)汽、排汽、抽汽等管道。
汽缸的高、中壓段一般采用合金鋼或碳鋼鑄造結(jié)構(gòu)，低壓段可根據(jù)容量和結(jié)構(gòu)要求，采用鑄造結(jié)構(gòu)或由簡(jiǎn)單鑄件、型鋼及鋼板焊接的焊接結(jié)構(gòu)。
高壓缸有單層缸和雙層缸兩種形式。單層缸多用于中低參數(shù)的汽輪機(jī)。雙層缸適用于參數(shù)相對(duì)較高的汽輪機(jī)。分為高壓內(nèi)缸和高壓外缸。高壓內(nèi)缸由水平中分面分開(kāi)，形成上、下缸，內(nèi)缸支承在外缸的水平中分面上。高壓外缸由前后共四個(gè)貓爪支撐在前軸承箱上。貓爪由下缸一起鑄出，位于下缸的上部，這樣使支承點(diǎn)保持在水平中心線上。
中壓缸由中壓內(nèi)缸和中壓外缸組成。中壓內(nèi)缸在水平中分面上分開(kāi)，形成上下汽缸，內(nèi)缸支承在外缸的水平中分面上，采用在外缸上加工出來(lái)的一外凸臺(tái)和在內(nèi)缸上的一個(gè)環(huán)形槽相互配合，保持內(nèi)缸在軸向的位置。中壓外缸由水平中分面分開(kāi)，形成上下汽缸。中壓外缸也以前后兩對(duì)貓爪分別支撐在中軸承箱和1號(hào)低壓缸的前軸承箱上。
低壓缸為反向分流式，每個(gè)低壓缸由一個(gè)外缸和兩個(gè)內(nèi)缸組成，全部由板件焊接而成。汽缸的上半和下半均在垂直方向被分為三個(gè)部分，但在安裝時(shí)，上缸垂直結(jié)合面已用螺栓連成一體，因此汽缸上半可作為一個(gè)零件起吊。低壓外缸由裙式臺(tái)板支承，此臺(tái)板與汽缸下半制成一體，并沿汽缸下半向兩端延伸。低壓內(nèi)缸支承在外缸上。每塊裙式臺(tái)板分別安裝在被灌漿固定在基礎(chǔ)上的基礎(chǔ)臺(tái)板上。低壓缸的位置由裙式臺(tái)板和基礎(chǔ)臺(tái)板之間的滑銷固定。
轉(zhuǎn)子
轉(zhuǎn)子是由合金鋼鍛件整體加工出來(lái)的。在高壓轉(zhuǎn)子調(diào)速器端用剛性聯(lián)軸器與一根長(zhǎng)軸連接，此節(jié)上軸上裝有主油泵和超速跳閘結(jié)構(gòu)。
所有轉(zhuǎn)子都被精加工，并且在裝配上所有的葉片后，進(jìn)行全速轉(zhuǎn)動(dòng)試驗(yàn)和精確動(dòng)平衡。
套裝轉(zhuǎn)子：葉輪、軸封套、聯(lián)軸節(jié)等部件都是分別加工后，熱套在階梯型主軸上的。各部件與主軸之間采用過(guò)盈配合，以防止葉輪等因離心力及溫差作用引起松動(dòng)，并用鍵傳遞力矩。中低壓汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子和高壓汽輪機(jī)的低壓轉(zhuǎn)子常采用套裝結(jié)構(gòu)。套裝轉(zhuǎn)子在高溫下，葉輪與主軸易發(fā)生松動(dòng)。所以不宜作為高溫汽輪機(jī)的高壓轉(zhuǎn)子。
整鍛轉(zhuǎn)子：葉輪、軸封套、聯(lián)軸節(jié)等部件與主軸是由一整鍛件削而成，無(wú)熱套部分，這解決了高溫下葉輪與軸連接容易松動(dòng)的問(wèn)題。這種轉(zhuǎn)子常用于大型汽輪機(jī)的高、中壓轉(zhuǎn)子。結(jié)構(gòu)緊湊，對(duì)啟動(dòng)和變工況適應(yīng)性強(qiáng)，宜于高溫下運(yùn)行，轉(zhuǎn)子剛性好，但是鍛件大，加工工藝要求高，加工周期長(zhǎng)，大鍛件質(zhì)量難以保證。
焊接轉(zhuǎn)子：汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子質(zhì)量大，承受的離心力大，采用套裝轉(zhuǎn)子時(shí)葉輪內(nèi)孔在運(yùn)行時(shí)將發(fā)生較大的彈性形變，因而需要設(shè)計(jì)較大的裝配過(guò)盈量，但這會(huì)引起很大的裝配應(yīng)力，若采用整鍛轉(zhuǎn)子，質(zhì)量難以保證，所以采用分段鍛造、焊接組合的焊接轉(zhuǎn)子。它主要由若干個(gè)葉輪與端軸拼合焊接而成。焊接轉(zhuǎn)子質(zhì)量輕，鍛件小，結(jié)構(gòu)緊湊，承載能力高，與尺寸相同、有中心孔的整鍛轉(zhuǎn)子相比，焊接轉(zhuǎn)子強(qiáng)度高、剛性好，質(zhì)量輕，但對(duì)焊接性能要求高，這種轉(zhuǎn)子的應(yīng)用受焊接工藝及檢驗(yàn)方法和材料種類的限制。
組合轉(zhuǎn)子：由整鍛結(jié)構(gòu)套裝結(jié)構(gòu)組合而成，兼有兩種轉(zhuǎn)子的優(yōu)點(diǎn)。
聯(lián)軸器
聯(lián)軸器用來(lái)連接汽輪機(jī)各個(gè)轉(zhuǎn)子以及發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，并將汽輪機(jī)的扭矩傳給發(fā)電機(jī)。現(xiàn)代汽輪機(jī)常用的聯(lián)軸器常用三種形式：剛性聯(lián)軸器，半撓性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器。
空氣壓縮機(jī)是一種用以壓縮氣體的設(shè)備。空氣壓縮機(jī)與水泵構(gòu)造類似。大多數(shù)空氣壓縮機(jī)是往復(fù)活塞式，旋轉(zhuǎn)葉片或旋轉(zhuǎn)螺桿。離心式壓縮機(jī)是非常大的應(yīng)用程序。
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