專利名稱：一種汽輪機(jī)高溫轉(zhuǎn)子徑向熱變形量的測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利涉及一種汽輪機(jī)高溫轉(zhuǎn)子徑向熱變形的測(cè)量技術(shù)，屬 于精密測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，可廣泛應(yīng)用于回轉(zhuǎn)體軸類等零件熱穩(wěn)定性測(cè)量 裝置中。
背景技術(shù)：
汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子是汽輪機(jī)組的核心部件，其通常工作在高溫(60(TC)、 高壓(25MPa)和高轉(zhuǎn)速(3000r/min)的條件下，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的加工 質(zhì)量及熱穩(wěn)定性直接影響汽輪機(jī)機(jī)組的運(yùn)行效率、安全狀況、振動(dòng)特 性及使用壽命，對(duì)其安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有極其重要的意義。
轉(zhuǎn)子徑向變形量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與熱變形參數(shù)的測(cè)量是汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子熱 穩(wěn)定試驗(yàn)中的關(guān)鍵步驟和難點(diǎn)所在。汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子熱穩(wěn)定性試驗(yàn)時(shí)，轉(zhuǎn) 子及實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度高達(dá)60(TC,而且轉(zhuǎn)子被封閉在實(shí)驗(yàn)爐內(nèi)，給轉(zhuǎn)子 徑向變形量的實(shí)時(shí)測(cè)量帶來(lái)了極大的困難。
目前國(guó)內(nèi)企業(yè)對(duì)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子徑向變形量的測(cè)量方法主要有兩種 測(cè)量桿直接引導(dǎo)法和杠桿結(jié)構(gòu)引導(dǎo)法。測(cè)量桿直接引導(dǎo)法原理如圖1 所示，是完全參照80年代美國(guó)西屋公司的手工測(cè)量方案，試驗(yàn)人員利 用測(cè)量桿5將被測(cè)尺寸引到實(shí)驗(yàn)爐14外，再用測(cè)微表15測(cè)量，人工 記錄測(cè)量結(jié)果。這種方法測(cè)量誤差大，結(jié)果不可靠；如果測(cè)量桿和導(dǎo) 向機(jī)構(gòu)配合間隙大，測(cè)量桿會(huì)產(chǎn)生偏擺，給測(cè)量帶來(lái)誤差，但是，如 果減小間距，在測(cè)量過(guò)程中測(cè)量桿和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)又會(huì)由于材料升溫膨脹 而產(chǎn)生抱死現(xiàn)象，導(dǎo)致測(cè)量無(wú)法正常進(jìn)行。杠桿結(jié)構(gòu)引導(dǎo)法原理如圖 2所示，該方法利用杠桿機(jī)構(gòu)16將被測(cè)尺寸導(dǎo)引到實(shí)驗(yàn)爐14外用測(cè) 微表15測(cè)量，這種方法結(jié)構(gòu)較直接用測(cè)量桿可靠，但不靈活，難以適 應(yīng)多種轉(zhuǎn)子不同直徑條件下的測(cè)量，長(zhǎng)期使用后杠桿與工件接觸部位 易磨損。
由于汽輪機(jī)技術(shù)專業(yè)性強(qiáng)，制造成本高，國(guó)內(nèi)外制造汽輪機(jī)的企 業(yè)相對(duì)較少，專門研制的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子徑向變形量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)幾乎沒(méi) 有。測(cè)量回轉(zhuǎn)類工件的徑向尺寸變化的裝置和方案卻較為普遍，有傳統(tǒng)的軸心基準(zhǔn)法、V形塊法和三表法，也有由這些方法發(fā)展而來(lái)的可 以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量的技術(shù)，例如氣動(dòng)非接觸式大尺寸測(cè)量技術(shù)，測(cè)量大 型回轉(zhuǎn)體類零件形狀誤差的激光掃描非接觸測(cè)量方法，三角法光學(xué)非 接觸測(cè)量技術(shù)等。
軸心基準(zhǔn)法的原理是被測(cè)件或測(cè)微器隨回轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)一圈，測(cè)得工 件的截面輪廓，然后以某種方法或幾種方法去評(píng)定圓度誤差。國(guó)內(nèi)外 已研制成多種軸心法圓度儀，此類儀器使用方便，測(cè)量精度高、畫(huà)出 的工件截面輪廓圖形直觀，但價(jià)格昂貴，使用時(shí)也有一定的局限性。 在轉(zhuǎn)子熱穩(wěn)定性試驗(yàn)這種特殊的高溫封閉的實(shí)驗(yàn)條件之下，現(xiàn)有的圓 度儀是無(wú)法正常工作的。
V形塊法的測(cè)量原理如圖3所示，將待測(cè)軸17放在V形塊18上轉(zhuǎn)動(dòng)， 用測(cè)微表15讀出待測(cè)軸17的徑向變化量，然后計(jì)算給出結(jié)果。這種方 法簡(jiǎn)單易行，不需要基準(zhǔn)，因而也就沒(méi)有基準(zhǔn)所帶來(lái)的誤差，由于待 測(cè)軸與V形塊之間屬于滑動(dòng)摩擦，長(zhǎng)時(shí)間的轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量會(huì)對(duì)二者均產(chǎn)生磨 損，明顯不適合大重量被測(cè)件的長(zhǎng)時(shí)間測(cè)量。
三表法從V形塊法演變而來(lái)，雖然不如軸心基準(zhǔn)法那樣應(yīng)用廣泛， 但在國(guó)內(nèi)外都已應(yīng)用。其特點(diǎn)是不存在儀器的原理誤差或基準(zhǔn)誤差， 可獲得較高的測(cè)量精度，但存在與V形塊法相同的缺點(diǎn)。
合肥工業(yè)大學(xué)儀器儀表學(xué)院檢測(cè)技術(shù)研究所提出了氣動(dòng)非接觸式 大尺寸測(cè)量技術(shù)，已成功應(yīng)用于馬鞍山鋼鐵股份有限公司車輪輪箍分 公司研制的火車車輪成本檢測(cè)線。其測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示， 氣源1提供穩(wěn)壓氣流，使氣電傳感器20與車輪輪箍19保持一定的距 離，車輪輪箍19半徑變化時(shí)，氣電傳感器20與車輪輪箍19之間的距 離發(fā)生變化，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)8處理氣電傳感器20傳送的信號(hào)，計(jì)算機(jī)系 統(tǒng)8控制電機(jī)21驅(qū)動(dòng)隨動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)22產(chǎn)生相應(yīng)的位移以保持氣電傳 感器20與車輪輪箍19之間的距離不變，位移傳感器23測(cè)量隨動(dòng)執(zhí)行 機(jī)構(gòu)22產(chǎn)生的位移，此位移即為車輪輪箍19的半徑變形量，這種方 法屬于無(wú)接觸測(cè)量，不會(huì)損傷車輪輪箍的表面。但是氣動(dòng)傳感器的工 作溫度有一定限制，所以這種測(cè)量方法適用于對(duì)常溫工件的檢測(cè)，而 對(duì)于高溫測(cè)量環(huán)境，由于氣體的物理性質(zhì)會(huì)發(fā)生很大的變化，氣動(dòng)傳 感器的測(cè)量精度無(wú)法保證，而且在轉(zhuǎn)子熱穩(wěn)定性試驗(yàn)過(guò)程中有兩段明
4顯升溫和降溫的過(guò)程，在溫度變化的過(guò)程中氣體性質(zhì)的變化將引入很 大的誤差，無(wú)法滿足高精度測(cè)量的要求，因而這種方法不適合應(yīng)用在 汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子熱穩(wěn)定性試驗(yàn)中。
測(cè)量大型回轉(zhuǎn)體類零件形狀誤差的激光掃描非接觸測(cè)量法利用狹 縫對(duì)掃描光束的通過(guò)和遮斷而產(chǎn)生的光強(qiáng)調(diào)制作用來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)量的。其
測(cè)量原理如圖5所示，激光器25出射激光至轉(zhuǎn)動(dòng)的掃描轉(zhuǎn)鏡24，經(jīng) 過(guò)透鏡26折射后形成掃描光束28，光學(xué)窗口 27與待測(cè)軸17邊緣形 成狹縫，當(dāng)激光對(duì)狹縫進(jìn)行高速連續(xù)掃描時(shí)，就形成一個(gè)光強(qiáng)調(diào)制信 號(hào)，該信號(hào)攜帶被測(cè)量的有關(guān)特征信息。
記光學(xué)窗口常數(shù)30為A狹縫寬度29(被測(cè)量特征參數(shù))為力，若 將工件圓周均勻分成歷個(gè)分度，則對(duì)應(yīng)的第i個(gè)半徑為
v 尸v^ j.:l， 2， 3， .........，zz
當(dāng)測(cè)出m個(gè)半徑R以后，可找出最大的半徑i ,皿和最小的半徑i ^。 這樣，根據(jù)圓度定義，即可由下式給出圓度誤差值
— J、max min
這種測(cè)量方法精度高，可實(shí)現(xiàn)對(duì)軸類工件圓度的有效測(cè)量，但由 于掃描光學(xué)系統(tǒng)對(duì)測(cè)量環(huán)境溫度、振動(dòng)等干擾因素非常敏感，因而該 方法不能用于車間現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。
三角法光學(xué)非接觸測(cè)量技術(shù)在小型化、高速度、高精度、非接觸 等方面表現(xiàn)出較強(qiáng)的優(yōu)越性，三角光測(cè)量法的基本原理如圖6所示， 激光器25發(fā)出的光束經(jīng)照明光學(xué)系統(tǒng)38照射到被測(cè)表面33上，被測(cè) 表面33的漫反射光經(jīng)成像物鏡36成像在光電成像器件31上，當(dāng)被測(cè) 表面33接近或離開(kāi)成像物鏡36時(shí)，在光電成像器件31上成像光點(diǎn)的 位置將產(chǎn)生橫向位移，通過(guò)檢測(cè)其像點(diǎn)的位移變化便可求得被測(cè)表面 33位移變化。記光電成像器件31與成像物鏡36的像距32為^，激 光器25發(fā)出的光束在被測(cè)表面33上的光點(diǎn)位移34為Ax ，測(cè)量過(guò)程中 光電成像器件31上成像光點(diǎn)位移35為&激光器25發(fā)出的光束與成 像物鏡36的光軸方向的夾角37為A被測(cè)表面33的移動(dòng)距離38為Az 。 由幾何光學(xué)計(jì)算可得Az與&辦口&之間的關(guān)系為Az = Ax cot P =朋/ (《tan <9 - 5)
這一關(guān)系是非線性的。在三角法測(cè)量中，可通過(guò)縮小測(cè)量范圍， 最大程度地得到線性的測(cè)量結(jié)果。但是，由于汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子熱穩(wěn)定性試 驗(yàn)必須在加熱爐內(nèi)完成，而三角光測(cè)量系統(tǒng)如在爐內(nèi)則不能承受600 'C的高溫，放在爐外又不能滿足測(cè)量范圍的需要，因此也無(wú)法滿足測(cè) 量的環(huán)境要求。
合肥工業(yè)大學(xué)在熱軋車輪檢測(cè)系統(tǒng)和火車車輪在軌測(cè)量中引進(jìn)了 機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)，利用線激光器投射到被測(cè)面上，由左右CCD攝像機(jī) 拍攝含有激光亮線的區(qū)域，經(jīng)過(guò)圖像處理、坐標(biāo)變換、曲線拼接，最 終得到完整的輪廓曲線，并計(jì)算出被測(cè)面的圓度，但是，激光器和CCD 攝像機(jī)無(wú)法在60(TC的高溫下正常工作，此方法不能在高溫下使用。
南京信息工程大學(xué)用數(shù)碼相機(jī)拍攝斜光線在光纖端面形成的圓環(huán) 狀輸出圖樣，得到相應(yīng)的位圖格式光環(huán)，再運(yùn)用數(shù)字圖像處理技術(shù)取 出光環(huán)的內(nèi)外邊沿進(jìn)行處理，計(jì)算出光纖端面圓度。其測(cè)量裝置簡(jiǎn)單， 對(duì)環(huán)境的要求不高，可在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，測(cè)量精度可達(dá)到現(xiàn)有方法的 水平并可在一些通行的流行軟件平臺(tái)上獲得處理結(jié)果。在光學(xué)系統(tǒng)布 置合理的情況下，此法的測(cè)量精度依賴于圖像象素分辨率和灰度等級(jí) 量化的精度。這種方法適用于端面圓度的測(cè)量，但明顯不能測(cè)量軸兩 端面之間的截面的圓度。
武漢理工大學(xué)水泥回轉(zhuǎn)窯中心提出了一種回轉(zhuǎn)窯橢圓度的在線測(cè) 量方法及裝置，其工作原理如圖7所示磁鐵支腳41吸附在筒體40表面 上，支桿42連接磁鐵支腳41與臺(tái)面43并支撐起整個(gè)裝置，測(cè)量時(shí)，磁 鐵支腳41隨筒體40—起轉(zhuǎn)動(dòng)但保持測(cè)量裝置不動(dòng)；同時(shí)，激光測(cè)距機(jī) 44不停地以一定的頻率測(cè)量臺(tái)面43與筒體40表面之間的距離，并將測(cè) 量到的數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)8進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得出橢圓度并做出相關(guān) 分析。這種測(cè)量方法的測(cè)量裝置與筒體之間屬于剛性連接，在轉(zhuǎn)動(dòng)中 易振動(dòng)，測(cè)量精度較差。而且激光測(cè)距機(jī)也無(wú)法在如此高的溫度下正 常工作。
此外，日本采用多測(cè)頭方法借助光學(xué)傳感器測(cè)量工件的圓度；英 國(guó)開(kāi)發(fā)了一種精密圓度測(cè)量系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了軸對(duì)稱物體表面的非接觸式 圓度測(cè)量，但這些方法對(duì)處于密閉環(huán)境中的高溫大型回轉(zhuǎn)體件的徑向
6熱變形是無(wú)法檢測(cè)的。
氣體潤(rùn)滑技術(shù)目前已經(jīng)是一項(xiàng)非常成熟的技術(shù)，而且也有大量的 氣體軸承、導(dǎo)軌投入了使用并取得了很好的效果。氣體潤(rùn)滑技術(shù)的工 作原理是在兩相對(duì)運(yùn)動(dòng)的表面之間通以高壓氣體，使分離二者并在二 者之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)起潤(rùn)滑作用，不僅基本消除了兩運(yùn)動(dòng)部件之間摩擦 而且流動(dòng)的空氣還可以不停的帶走各部件產(chǎn)生或由它們帶來(lái)的熱量， 使氣體軸承或?qū)к壐鞑考臏囟染３衷跉怏w潤(rùn)滑劑的溫度值附近， 而且通過(guò)專門的設(shè)計(jì)還可以加大氣體的流量從而產(chǎn)生更好的散熱效 果，這就給解決由高溫測(cè)量環(huán)境帶來(lái)的問(wèn)題提供了非常好的思路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子熱穩(wěn)定性試驗(yàn)的高溫和爐體封閉 的特殊環(huán)境以及在車間生產(chǎn)線上進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間測(cè)量試驗(yàn)的特殊要求，提 出一種汽輪機(jī)高溫轉(zhuǎn)子徑向熱變形量的測(cè)量裝置。本發(fā)明利用氣浮導(dǎo) 軌來(lái)導(dǎo)向，在保證導(dǎo)向精密性的同時(shí)利用氣浮導(dǎo)軌可吹氣自散熱的特 性消除由高溫導(dǎo)致的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的抱死現(xiàn)象，使測(cè)量能正常進(jìn)行，并將 封閉在加熱爐內(nèi)轉(zhuǎn)子的變形量無(wú)損地引出來(lái)，實(shí)現(xiàn)精密測(cè)量。
本發(fā)明的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
本發(fā)明的一種汽輪機(jī)高溫轉(zhuǎn)子徑向熱變形量的測(cè)量裝置，如圖1 所示。該測(cè)量裝置包括轉(zhuǎn)子、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，還包括氣源、氣浮導(dǎo)軌、 測(cè)量力發(fā)生機(jī)構(gòu)、移動(dòng)部、測(cè)量桿和位移測(cè)量系統(tǒng)；其中氣源與氣浮 導(dǎo)軌連接并為氣浮導(dǎo)軌供氣，移動(dòng)部和測(cè)量桿連接在一起，且二者的 中心線在同一條直線上，測(cè)量力發(fā)生機(jī)構(gòu)產(chǎn)生測(cè)量力使測(cè)量桿始終與 轉(zhuǎn)子的被測(cè)表面直接接觸，測(cè)量桿的中心線與轉(zhuǎn)子的中心線相交并垂 直，位移測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量移動(dòng)部的位移量，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)從位移測(cè)量系統(tǒng) 采集數(shù)據(jù)并處理顯示。
氣浮導(dǎo)軌可以是閉式的還可以是半封閉式的或者開(kāi)放式的。
氣浮導(dǎo)軌還可以是可以產(chǎn)生直線位移的氣體軸承。
移動(dòng)部和測(cè)量桿還可以是一體的。有益效果
1. 首次提出將氣浮導(dǎo)軌用于汽輪機(jī)高溫轉(zhuǎn)子徑向熱變形量的測(cè)量 裝置的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)中，利用氣浮導(dǎo)軌的自散熱特性消除了由測(cè)量環(huán)境中 的高溫導(dǎo)致的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的抱死現(xiàn)象，可實(shí)現(xiàn)全程測(cè)量；
2. 利用氣浮導(dǎo)軌的無(wú)摩擦特性最大程度的還原了轉(zhuǎn)子徑向變化， 保證了轉(zhuǎn)子徑向變化量的精確、無(wú)損傳遞，降低了測(cè)量的系統(tǒng)誤差；
3. 利用導(dǎo)軌的無(wú)摩擦特性，可以控測(cè)量力的大小，既保證了測(cè)量 桿與轉(zhuǎn)子之間始終直接接觸，又大大減小了由兩者之間的摩擦力引起 的測(cè)量桿的振動(dòng)；
4. 利用氣浮導(dǎo)軌的高直線度和高剛度，大大減小了測(cè)量桿的側(cè)擺 對(duì)測(cè)量精度的影響；
5. 采用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采集處理數(shù)據(jù)，消除了人工讀數(shù)帶來(lái)的誤差。


圖1為測(cè)量桿直接引導(dǎo)法的測(cè)量原理示意圖2為杠桿結(jié)構(gòu)引導(dǎo)法的測(cè)量原理示意圖3為V形塊法的測(cè)量原理示意圖4為氣動(dòng)非接觸式大尺寸測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖5為激光掃描非接觸測(cè)量法的測(cè)量原理示意圖6為三角光測(cè)量法的測(cè)量原理示意圖7為回轉(zhuǎn)窯橢圓度的在線測(cè)量方法及裝置的工作原理示意圖8為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖9為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意其中l(wèi)-氣源、2-氣浮導(dǎo)軌、3-測(cè)量力發(fā)生機(jī)構(gòu)、4-移動(dòng)部、5-測(cè)量
桿、6-轉(zhuǎn)子、7-位移測(cè)量系統(tǒng)、8-計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、9-移動(dòng)部固定件、10-拉簧、11-導(dǎo)軌套固定件、12-導(dǎo)軌套、13-連接件、14-實(shí)驗(yàn)爐、15-測(cè)微 表、16-杠桿機(jī)構(gòu)、17-待測(cè)軸、18-V形塊、19-車輪輪箍、20-氣電傳感 器、21-電機(jī)、22-隨動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、23-位移傳感器、24-掃描轉(zhuǎn)鏡、25-激光器、26-透鏡、27-光學(xué)窗口、 28-掃描光束、29-狹縫寬度、30-光學(xué) 窗口常數(shù)、31-光電成像器件、32-像距、33-被測(cè)表面、34-光點(diǎn)位移、 35-成像光點(diǎn)位移、36-成像物鏡、37-夾角、38-照明光學(xué)系統(tǒng)、39-被測(cè)表面移動(dòng)距離、40-筒體、41-磁鐵支腳、42-支桿、43-臺(tái)面、44-激光測(cè)距機(jī)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
本發(fā)明的基本思想是利用氣浮導(dǎo)軌的自散熱特性消除由高溫導(dǎo)致 的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的抱死現(xiàn)象，使測(cè)量能正常進(jìn)行；利用氣浮導(dǎo)軌的無(wú)摩擦 和高直線度性能保證導(dǎo)向的精密性，將封閉在加熱爐內(nèi)轉(zhuǎn)子的變形量 真實(shí)、無(wú)損地引出來(lái)，然后利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)采集處理數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn) 精密測(cè)量。
實(shí)施例
本發(fā)明的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)如圖9所示， 一種汽輪機(jī)高溫轉(zhuǎn)子徑向熱 變形量的測(cè)量裝置，包括轉(zhuǎn)子6、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)8、氣源l、氣浮導(dǎo)軌2、 位移測(cè)量系統(tǒng)7、導(dǎo)軌套12、移動(dòng)部4、測(cè)量桿5、移動(dòng)部固定件9、 拉簧10、導(dǎo)軌套固定件11和連接件13;其中移動(dòng)部4和測(cè)量桿5通 過(guò)連接件13連接在一起，且二者的中心線重合，測(cè)量桿5與轉(zhuǎn)子6的 被測(cè)表面直接接觸，測(cè)量桿5的中心線與轉(zhuǎn)子6的中心線相交并垂直， 位移測(cè)量系統(tǒng)7測(cè)量移動(dòng)部4的位移量，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)8從位移測(cè)量系 統(tǒng)7采集數(shù)據(jù)并處理顯示，移動(dòng)部固定件9固定在移動(dòng)部4上，導(dǎo)軌 套固定件11固定在導(dǎo)軌套12上，拉簧10固定在移動(dòng)部固定件9和導(dǎo) 軌套固定件ll之間。
使用時(shí)，潤(rùn)滑氣體由氣源1進(jìn)入氣浮導(dǎo)軌2，移動(dòng)部4便可以幾乎 無(wú)摩擦的在導(dǎo)軌套12內(nèi)沿軸向作直線運(yùn)動(dòng)，將移動(dòng)部4和測(cè)量桿5通 過(guò)連接件13連接起來(lái)，使測(cè)量桿5與轉(zhuǎn)子6保持直接接觸，并使拉簧 10保持拉伸狀態(tài)儲(chǔ)存一定的預(yù)緊力使測(cè)量導(dǎo)引桿5與汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子6在 測(cè)量過(guò)程中始終保持直接接觸，轉(zhuǎn)子6的徑向變形量便通過(guò)測(cè)量桿5 傳遞至移動(dòng)部4，位移測(cè)量系統(tǒng)7測(cè)量得到移動(dòng)部4的初始位置為a^， 然后依次測(cè)得位移量A2， *3，...， "7 ，即可得到轉(zhuǎn)子6的半徑在一次測(cè) 量過(guò)程中的變化量，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)8對(duì)位移測(cè)量系統(tǒng)7在轉(zhuǎn)子6轉(zhuǎn)動(dòng)一 周中所測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，即可得到轉(zhuǎn)子6在該測(cè)量帶的徑向變形以上結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作了說(shuō)明，但這些說(shuō)明不 能被理解為限制了本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的保護(hù)范圍由隨附的權(quán)利要 求書(shū)限定，任何在本發(fā)明權(quán)利要求基礎(chǔ)上的改動(dòng)都是本發(fā)明的保護(hù)范 圍。
權(quán)利要求
1.一種汽輪機(jī)高溫轉(zhuǎn)子徑向熱變形量的測(cè)量裝置，包括轉(zhuǎn)子(6)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(8)，其特征在于還包括氣源(1)、氣浮導(dǎo)軌(2)、測(cè)量力發(fā)生機(jī)構(gòu)(3)、移動(dòng)部(4)、測(cè)量桿(5)和位移測(cè)量系統(tǒng)(7)；其中氣源(1)與氣浮導(dǎo)軌(2)連接并為氣浮導(dǎo)軌(2)供氣，移動(dòng)部(4)和測(cè)量桿(5)連接在一起，且二者的中心線重合；測(cè)量力發(fā)生機(jī)構(gòu)(3)產(chǎn)生測(cè)量力使測(cè)量桿(5)與轉(zhuǎn)子(6)的被測(cè)表面直接接觸，測(cè)量桿(5)的中心線與轉(zhuǎn)子(6)的中心線相交并垂直，位移測(cè)量系統(tǒng)(7)測(cè)量移動(dòng)部(4)的位移量，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(8)從位移測(cè)量系統(tǒng)(7)采集數(shù)據(jù)并處理。
2. 根據(jù)權(quán)利1所述的一種汽輪機(jī)高溫轉(zhuǎn)子徑向熱變形量的測(cè)量 裝置，其特征在于氣浮導(dǎo)軌(2)可以是閉式的還可以是半封閉式的 或者開(kāi)放式的。
3. 根據(jù)權(quán)利1所述的一種汽輪機(jī)高溫轉(zhuǎn)子徑向熱變形量的測(cè)量 裝置，其特征在于氣浮導(dǎo)軌(2)還可以是能夠產(chǎn)生直線位移的氣體 軸承。
4. 根據(jù)權(quán)利1所述的一種汽輪機(jī)高溫轉(zhuǎn)子徑向熱變形量的測(cè)量 裝置，其特征在于移動(dòng)部(4)和測(cè)量桿(5)可以通過(guò)連接件連接在一 起也可以是一體的。
全文摘要
本發(fā)明屬于精密測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種汽輪機(jī)高溫轉(zhuǎn)子徑向熱變形測(cè)量裝置。包括轉(zhuǎn)子、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、氣源、氣浮導(dǎo)軌、位移測(cè)量系統(tǒng)、測(cè)量桿和測(cè)量力發(fā)生機(jī)構(gòu)；其中氣源為氣浮導(dǎo)軌供氣，移動(dòng)部和測(cè)量桿連接在一起，且二者與轉(zhuǎn)子的中心線在同一水平面上且互相垂直，位移測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量移動(dòng)部的位移量，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采集并處理數(shù)據(jù)；本發(fā)明首次提出將氣浮導(dǎo)軌用于汽輪機(jī)高溫轉(zhuǎn)子徑向熱變形量的測(cè)量裝置的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)中，并利用其自散熱特性消除了由測(cè)量環(huán)境中的高溫導(dǎo)致的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的抱死現(xiàn)象，可實(shí)現(xiàn)全程測(cè)量；測(cè)量量可以精確傳遞，降低了測(cè)量的系統(tǒng)誤差；消除了人工讀數(shù)帶來(lái)的誤差?？蓮V泛應(yīng)用于汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子熱穩(wěn)定性測(cè)量裝置中。
文檔編號(hào)G01B21/32GK101586953SQ200910086929
公開(kāi)日2009年11月25日 申請(qǐng)日期2009年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月18日
發(fā)明者超 劉, 沙定國(guó), 趙維謙, 邱麗榮 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)