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转轴弯曲量的测量方法

阅读：423发布：2021-02-14

IPRDB可以提供转轴弯曲量的测量方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种转轴弯曲量的测量方法，根据百分表测量轴晃度原理，利用轴旋转过程中百分表读数变化Δx和旋转角Δθ之间满足Δx＝A cos(Δθ)+B sin(Δθ)+C函数关系，通过测试两个旋转角度下百分表读数变化，确定转轴最大弯曲量及其所在圆周角度，沿轴线方向布置多组百分表，即可绘制转轴空间弯曲曲线图。本发明能够实现用最少的圆周测点计算得到转轴弯曲量及其所在圆周角度，减小了确定转子最大弯曲的工作量，提高了测量精度，适用于电力、机械、石化、航空等大型旋转机械检修时的转轴弯曲度测量。，下面是转轴弯曲量的测量方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种转轴弯曲量的测量方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1，将百分表指针对准转轴截面，在此百分表所对转轴截面圆周位置做下标记，记下百分表预读数x0；

步骤2，将标记处作为0°，低速盘动转轴，依次旋转过两个角度θ1、θ2；

步骤3，在所选两个角度θ1、θ2处记下百分表的读数x1、x2；

所述百分表读数变化△x和旋转角△θ的函数关系为：△x＝Acos(△θ)+Bsin(△θ)+CC＝-A；

其中，A、B、C为待求系数；△x为经过一个旋转角△θ后，百分表读数的变化量，当△θ为

0°时，△x为0，C＝-A；θ1、θ2分别为转子旋转角度；x1、x2分别为旋转θ1、θ2角度后百分表所对应的读数；x0为百分表预读数；

步骤4，根据百分表读数变化和旋转角之间的函数关系，计算截面最大弯曲值δ及所在角度从标记处转动角即可得到转子最大弯曲所在圆周角；

其中，δ为转子最大弯曲量，为转子最大弯曲量所在角度，θ为转子由O1转动到O2所旋转角度；

步骤5，沿轴线选择多个截面布置多个百分表测点，得到转轴空间弯曲曲线。

说明书全文

转轴弯曲量的测量方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种测量方法，具体涉及一种转轴弯曲量的测量方法。

背景技术

[0002] 转子是大型旋转的核心部件。实际运行中，转子受到冷热交替冲击、碰撞、动静部件摩擦、转子中心孔进油、上下缸温差、轴承内Morton效应等因素会使转子圆周截面方向产生不对称温差，进而使转子产生弯曲变形。转子弯曲会引起转子不平衡，使旋转机械产生异常振动现象。如果转子弯曲较大，可能引起动静部件摩擦，甚至发生恶性事故，严重影响旋转机械安全稳定运行。所以在旋转机械设备进行检修时，转轴弯曲度的测量是一个重要的检修项目。

[0003] 目前一般将转轴端面八等分或者十六等分，缓慢转动转轴，依次读出各等分点百分表读数并将对角相减得到转子的弯曲量。上述方法将转轴圆周端面八等分或者十六等分，需连续盘动转轴一周，所用方法较为机械，且测量工作量较大。所测等分点不一定是转轴弯曲最大位置，测量得到转轴最大弯曲量及其所在圆周角度误差较大。

发明内容

[0004] 发明目的：为了克服现有技术的不足，本发明提供一种转轴弯曲量的测量方法。

[0005] 技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供的转轴弯曲量的测量方法，包括以下步骤：

[0006] 步骤1，将百分表指针对准转轴截面，在此百分表所对转轴截面圆周位置做下标记，记下百分表预读数x0；

[0007] 步骤2，将标记处作为0°，低速盘动转轴，依次旋转过两个角度θ1、θ2；

[0008] 步骤3，在所选两个角度θ1、θ2处记下百分表的读数x1、x2；

[0009] 步骤4，根据百分表读数变化和旋转角之间的函数关系，计算截面最大弯曲值δ及所在角度从标记处转动角即可得到转子最大弯曲所在圆周角；

[0010] 步骤5，沿轴线选择多个截面布置多个百分表测点，得到转轴空间弯曲曲线。

[0011] 具体地，百分表读数变化Δx和旋转角Δθ的函数关系为：

[0012] Δx＝Acos(Δθ)+Bsin(Δθ)+C

[0013]

[0014]

[0015] C＝-A。

[0016] 具体地，其中

[0017] 上述函数关系的推导过程如下：

[0018] 假设转子截面弯曲最大位置为百分表测量位置，如附图1所示。圆O为此截面轴心轨迹，圆O1为转子初始位置，圆O2为转子旋转θ角后位置，δ为转子最大弯曲量，r为转子半径，x|θ为转轴由O1转动θ角到O2位置百分表读数变化。

[0019] (1)根据转子旋转过程中三角形关系可得到如下关系式：

[0020] δ2+(δ+r-x|θ)-r2＝2δ(δ+r-x|θ)cosθ (1)

[0021] 式中：δ为转子最大弯曲量；r为转子半径；θ为转子由O1转动到O2所旋转角度；x|θ为旋转θ角百分表读数变化。

[0022] 整理可得：

[0023]

[0024] 因实际中转子半径r较大，转子弯曲量δ较小，即r＞＞δ，则上式可简化为：

[0025] x|θ＝δ-δcosθ (3)

[0026] 当旋转角由圆O1转动θ+Δθ时，由(3)式可得：

[0027] x|θ+Δθ＝δ-δcos(θ+Δθ) (4)

[0028] 由(4)-(3)式可得转动角Δθ与相应百分表变化Δx的关系：

[0029] Δx|Δθ＝-δcosθcos(Δθ)+δsinθsin(Δθ)+δcosθ (5)

[0030] 可将(5)式表达为Δx与Δθ的关系：

[0031] Δx|Δθ＝Acos(Δθ)+Bsin(Δθ)+C (6)

[0032] 其中：A、B、C为待求系数；当Δθ为0°时，Δx为0，可知C＝-A。

[0033] 工程测量中为减少误差，转动角Δθ应尽可能的偏大。

[0034] (2)当旋转角度分别为θ1、θ2时：

[0035] x1-x0＝Acosθ1+Bsinθ1-A (7)

[0036] x2-x0＝Acosθ2+Bsinθ2-A (8)

[0037] 式中：θ1、θ2分别为转子旋转角度；x1、x2分别为旋转θ1、θ2角度后百分表所对应的读数；x0为百分表预读数。

[0038] 由(6)、(7)两式可求出系数A、B、C：

[0039]

[0040] (3)根据弯曲转轴转动规律，百分表读数变化最大值和最小值所在角度相差π，可得转轴最大弯曲量可表示如下：

[0041]

[0042] 整理可得：

[0043]

[0044] 其中：

[0045] 当时可得出截面最大弯曲值δ，值应满足使得δ大于0。转子转动δ角即可找到转子最大弯曲值所在角度。截面最大弯曲值δ及其所在角度可表示如下：

[0046]

[0047] 即：

[0048]

[0049]

[0050] 有益效果：本发明根据百分表测量轴晃度原理，利用轴旋转过程中百分表读数变化Δx和旋转角Δθ之间满足Δx＝Acos(Δθ)+Bsin(Δθ)+C函数关系，通过测量两个旋转角度下百分表读数变化，确定转轴最大弯曲量及其所在角度，沿轴线方向布置多组百分表，即可绘制转轴空间弯曲曲线图。具有以下显著的进步：

[0051] (1)本方法操作简单，只需确定两个旋转角度下所对应的百分表读数变化即可得到转子最大弯曲及其所在角度，减少确定转子弯曲量的工作量。

[0052] (2)本方法能够更为精确的计算得到转子最大弯曲量及其所在角度。

[0053] 除了上面所述的本发明解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的优点外，本发明的转轴弯曲量的测量方法所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的优点，将结合附图做出进一步详细的说明。

附图说明

[0054] 图1为某截面转子旋转示意图；

[0055] 图2为本发明测量方法的实施流程图；

[0056] 图3为实施例一中某转子试验台弯曲测量图；

[0057] 图4为转子试验台两旋转角示意图及百分表读数；

[0058] 图5为转子试验台三维弯曲曲线图；

[0059] 图6为转子试验台八测点布置示意图及百分表读数；

[0060] 图7为转子试验台两方法各截面最大弯曲值对比图；

[0061] 图8为本发明实施例二中某转轴轴向测点分布图；

[0062] 图9为某转轴两旋转角示意图及百分表读数；

[0063] 图10为某转轴三维弯曲曲线图；

[0064] 图11为某转轴八测点布置及百分表读数；

[0065] 图12为某转轴两种方法各截面最大弯曲值对比图。

具体实施方式

[0066] 下面通过两实例来对本测量方法的实施和效果进行介绍和说明。

[0067] 实施例一：

[0068] 本实例是转子试验台的弯曲测量，如图3所示，测量步骤如下：

[0069] (1)将百分表指针对准转轴截面，在此百分表所对转轴截面圆周位置做下标记，记下百分表预读数x0。如图4所示。

[0070] (2)将标记处作为0°，低速盘动转轴，依次旋转过两个角度θ1、θ2。图4中θ1、θ2分别取为45°、135°。

[0071] (3)在所选两个角度θ1、θ2处记下百分表的读数x1、x2。如下表：

[0072]

[0073] (4)计算截面最大弯曲值δ及所在角度从标记处转动角即可得到转子最大弯曲所在圆周角。

[0074] (5)如沿轴线方向选择多个截面布置多个百分表测点，则可以得到转轴空间弯曲曲线，如图5所示。

[0075] 如图6所示，采用八测点法测量该转轴：

[0076]

[0077] 基于上表的数据，计算出八测点法各截面转子最大弯曲值，得到图7的转子试验台两方法各截面最大弯曲值对比图。

[0078] 实施例二：

[0079] 本实例是某旋转机械转轴弯曲测量，如图8所示，测量步骤如下：

[0080] (1)将百分表指针对准转轴截面，在此百分表所对转轴截面圆周位置做下标记，记下百分表预读数x0。如图9所示。

[0081] (2)将标记处作为0°，低速盘动转轴，依次旋转过两个角度θ1、θ2。图9中θ1、θ2分别取为90°、180°。

[0082] (3)在所选两个角度θ1、θ2处记下百分表的读数x1、x2如下表：

[0083]

[0084] (4)计算截面最大弯曲值δ及所在角度从标记处转动角即可得到转子最大弯曲所在圆周角。

[0085] (5)如沿轴线方向选择多个截面布置多个百分表测点，则可以得到转轴空间弯曲曲线，如图10所示。

[0086] 如图11所示，采用八测点法测量该转轴。

[0087]

[0088] 基于上表的数据，计算八测点法各截面转子最大弯曲，得到图12的某转轴两方法各截面最大弯曲值对比图。

[0089] 以上结合附图对本发明的实施方式做出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对本领域的普通技术人员而言，在本发明的原理和技术思想的范围内，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变形仍落入本发明的保护范围内。

标题	发布/更新时间	阅读量
转轴-专利编号CN102734307A	2020-05-11	70
转轴-专利编号CN104866026A	2020-05-11	803
一种转轴铣缺口夹紧装置-专利编号CN103231261A	2020-05-13	124
转轴-专利编号CN104866026B	2020-05-12	316
一种转轴铣缺口夹紧装置-专利编号CN103231261B	2020-05-13	448
一种转轴-专利编号CN110071990A	2020-05-13	567
转轴-专利编号CN102705350A	2020-05-12	617
电机转轴-专利编号CN205753710U	2020-05-11	836
自锁转轴-专利编号CN201053445Y	2020-05-11	515
转轴烘干箱-专利编号CN209027233U	2020-05-12	345

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