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专利名称：水轮机转轮三支点称重式静平衡装置的制作方法
技术领域：
水轮机转轮三支点称重式静平衡装置技术领域[0001]本实用新型涉及一种水轮机转轮三支点称重式静平衡装置，属于机电一体化检测技术领域。
背景技术：
[0002]对于水轮机转轮等大型高速旋转体部件，在其加工制造过程中必须按照相关标准规定进行静平衡工艺，以消除或降低制造过程中出现的不平衡量至相关标准规定之内，从而保证产品质量，确保水轮机安全、稳定地运行。[0003]如申请号为200810045371. 6的中国专利申请“水电机组转轮钢球镜板式静平衡装置及平衡方法”所述，传统的水轮机转轮静平衡工艺主要采用的“钢球-镜板式”静平衡装置及方法，该装置及方法的最大不足之处在于精度不高，重复性差。并且对于大型机组转轮，因为钢球与镜板属于点接触方式，过重的转轮自重导致承载钢球和镜板产生形变，直接影响不平衡量的测定以及配平，因此这种传统装置及方法有很大的局限性，缺点如下(1) 该静平衡装置是纯机械的结构，机械结构复杂，制作加工周期慢，对于各种转轮通用性差， 成本较高；(2)安装及操作不方便，计算方法复杂；(3)只适用于较小吨位的转轮，局限性较大；(4)平衡周期较长。实用新型内容[0004]本实用新型要解决的技术问题在于提供一种结构简单、安装方便、精度高的水轮机转轮三支点称重式静平衡装置。[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型提供的水轮机转轮三支点称重式静平衡装置，包括均勻设在转轮底部的三个压力传感器，所述三个压力传感器位于同一均布节圆上， 所述任意相邻两个压力传感器之间的夹角为120度，所述三个压力传感器的均布节圆圆心位于转轮的中心线上，所述三个压力传感器支撑于一平衡座上，所述平衡座通过调整垫铁支撑于地面平台上，所述地面平台上还设有将转轮升起的同步顶升机构。[0006]优选地，所述同步顶升机构包括位移传感器和液压千斤顶，沿平衡座四周等间距分布的四个支撑座上均设有所述位移传感器和液压千斤顶，所述四个支撑座均设于地面平台上。[0007]优选地，所述每个压力传感器和平衡座之间均设有等高垫铁。[0008]优选地，所述转轮为混流式水轮机转轮，所述转轮上冠中心孔处固定有圆盘状平衡板，所述平衡板通过拉板和螺栓固定，所述三个压力传感器设于所述平衡板底部。[0009]进一步地，所述平衡板和平衡座之间还设有多个转轮垫高块。[0010]优选地，所述转轮为轴流转桨式水轮机转轮，所述三个压力传感器均设于转轮底部平面上。[0011]本实用新型的水轮机转轮三支点称重式静平衡装置机械结构简单、通用性高、安装方便。


[0012]图1为本实用新型的混流式水轮机转轮三支点称重式静平衡装置与转轮配合的结构示意图。[0013]图2为图1中D处的局部放大图。[0014]图3为图1中E处的局部放大图。[0015]图4为本实用新型的混流式水轮机转轮三支点称重式静平衡装置的立体结构示意图。[0016]图5为图4中F处的局部放大图。[0017]图6为压力传感器A、压力传感器B、压力传感器C的位置分布示意图。[0018]图7为本实用新型的轴流转桨式水轮机转轮三支点静平衡装置的立体结构示意图。
具体实施方式
[0019]
以下结合附图对本实用新型的方案进一步说明。[0020]如图1和图2所示，混流式水轮机转轮三支点称重式静平衡装置，包括通过拉板13 和螺栓14固定在转轮上冠11中心孔处的圆盘状平衡板2，沿平衡板2底部圆周方向均勻设有三个压力传感器A、B、C，三个压力传感器A、B、C均通过定位销15定位在平衡板2上，三个压力传感器A、B、C位于同一均布节圆上，任意相邻两个压力传感器3之间的夹角为120 度，三个压力传感器A、B、C均布节圆圆心位于转轮1的中心线上，三个压力传感器A、B、C 支撑于一平衡座4上，平衡座4通过调整垫铁5支撑于地面平台6上，地面平台6上还设有将转轮升起的同步顶升机构。[0021]如图1所示，同步顶升机构包括位移传感器和液压千斤顶8，沿平衡座4四周等间距分布的四个支撑座9上均设有位移传感器和液压千斤顶8，四个支撑座9均设于地面平台 6上，同步顶升机构还包括电磁阀、控制器、电脑、控制软件和连接线束，液压千斤顶8用于控制转轮的上升与下降，便于测量；位移传感器用于反馈四个液压千斤顶的同步上升与下降距离，便于电脑控制；通过电磁阀的开闭来控制进入或流出液压千斤顶的液压油量，从而操纵液压千斤顶；控制器将位移传感器的信号传输给电脑，通过对比计算控制电磁阀开闭； 控制软件可控制四个液压千斤顶的上升、下降；连接线束用于控制器、电脑等的电连接。[0022]每个压力传感器A、B、C和平衡座4之间均设有等高垫铁10(见图幻，平衡板2和平衡座4之间还设有多个转轮垫高块12(见图3和图5所示)，当不进行检测时，可用于对转轮1承重。[0023]图1至图5所示的水轮机转轮均为混流式水轮机转轮，本实用新型的装置还可用于图7所示轴流转桨式水轮机转轮，因该类转轮底部有足够大的平面供压力传感器放置， 因此不需要平衡板，压力传感器A、B、C直接设于转轮底部平面上。[0024]利用本实用新型水轮机转轮三支点称重式静平衡装置进行静平衡检测的工艺包括以下步骤[0025](一 )安装本实用新型的水轮机转轮三支点称重式静平衡装置，其包括[0026]1)安放平衡座4于地面平台6上，并通过调整垫铁5调水平，安装同步顶升机构于4地面平台6上，使得转轮1重量能均勻分布在同步顶升机构上，同步顶升机构包括液压千斤顶8和位移传感器，在地面平台6上安装四个支撑座9，四个支撑座9等间距分布在平衡座 4四周，每个支撑座9上均设有上述液压千斤顶8和位移传感器；[0027]2)安装平衡板2于转轮上冠11中心孔处，并固定牢靠；[0028]3)在图1中吊板3处吊装转轮1于平衡座4上，并用同步顶升机构将转轮升起，使得转轮完全承重在同步顶升机构上；[0029]4)安装压力传感器A、压力传感器B、压力传感器C于平衡板2底部圆周上、位于同一均布节圆上，并且均布节圆圆心位于转轮1的中心线(图1中0处所指线条即为转轮的中心线，即转轮的几何旋转中心线)上，压力传感器A装在Y轴方向上，压力传感器A、压力传感器B、压力传感器C之间两两夹角为120° ；各压力传感器与数据显示仪表连接到位；[0030]5)分别在压力传感器A和平衡座、压力传感器B和平衡座、压力传感器C和平衡座之间设置等高垫铁10，以及在平衡板和平衡座之间设置多个转轮垫高块12。安装结束后， 确保所有机电仪器安装到位，所有功能均调试正常。[0031](二)进行转轮粗平衡[0032]1)控制软件下达指令，控制同步顶升机构使整个转轮下降承重于压力传感器A、 压力传感器B、压力传感器C上；[0033]2)检查并调整转轮水平，然后转轮升起，使压力传感器A、压力传感器B、压力传感器C归零位；[0034]幻转轮再次下降承重于压力传感器A、压力传感器B、压力传感器C上，记录压力传感器A、压力传感器B、压力传感器C读数分别为Fa、Fb, Fc,作为第一组数据；[0035]4)分别依次重复步骤2、,3) 二次，再记录两组数据，总共记录三组数据；[0036]5)将三个压力传感器A、B、C位置绕平衡板中心旋转180°，重复步骤幻、；3)和4)， 再记录三组数据；[0037](三)计算转轮配重力F的大小和转轮配重的位置与X轴的夹角a；[0038]计算方法如下如图6所示，假设偏重点在位置E处，则配重设在与转轮中心0处中心对称点D处，则加了配重后，则D处的配重力F与压力传感器A、B、C处承受的力相对于 X轴、Y轴的力矩平衡，于是由力矩平衡得到以下公式[0039]由A、B、C、D各点出相对于X轴的力矩平衡，可得[0040]FXLsina = Fa X R-G7b XRs in30° +FcXRsin30° ) (1)[0041]由A、B、C、D各点相对于Y轴的力矩平衡，可得[0042]FxLcosa = I7BXRcosSO0 _FcXRcos30° (2)[0043]由(I)2+O)2可得[0044]
权利要求1.一种水轮机转轮三支点称重式静平衡装置，其特征是包括均勻设在转轮(1)底部的三个压力传感器(A、B、C)，所述三个压力传感器(A、B、C)位于同一均布节圆上，所述任意相邻两个压力传感器(A、B、C)之间的夹角为120度，所述三个压力传感器(A、B、C)的均布节圆圆心位于转轮(1)的中心线上，所述三个压力传感器C3)支撑于一平衡座(4)上，所述平衡座(4)通过调整垫铁( 支撑于地面平台(6)上，所述地面平台(6)上还设有将转轮升起的同步顶升机构。
2.根据权利要求1所述的水轮机转轮三支点称重式静平衡装置，其特征是所述同步顶升机构包括位移传感器和液压千斤顶(8)，沿平衡座四周等间距分布的四个支撑座 (9)上均设有所述位移传感器和液压千斤顶(8)，所述四个支撑座(9)均设于地面平台(6) 上。
3.根据权利要求1所述的水轮机转轮三支点称重式静平衡装置，其特征是所述每个压力传感器(A、B、C)和平衡座(4)之间均设有等高垫铁(10)。
4.根据权利要求1所述的水轮机转轮三支点称重式静平衡装置，其特征是所述转轮为混流式水轮机转轮，所述转轮上冠(11)中心孔处固定有圆盘状平衡板O)，所述平衡板 (2)通过拉板(1 和螺栓(14)固定，所述三个压力传感器(A、B、C)设于所述平衡板(2) 底部。
5.根据权利要求4所述的水轮机转轮三支点称重式静平衡装置，其特征是所述平衡板⑵和平衡座⑷之间还设有多个转轮垫高块(12)。
6.根据权利要求1所述的水轮机转轮三支点称重式静平衡装置，其特征是所述转轮为轴流转桨式水轮机转轮，所述三个压力传感器(A、B、C)均设于转轮底部平面上。
专利摘要本实用新型提供一种水轮机转轮三支点称重式静平衡装置，包括均匀设在转轮底部的三个压力传感器，所述三个压力传感器位于同一均布节圆上，所述任意相邻两个压力传感器之间的夹角为120度，所述三个压力传感器的均布节圆圆心位于转轮的中心线上，所述三个压力传感器支撑于一平衡座上，所述平衡座通过调整垫铁支撑于地面平台上，所述地面平台上还设有将转轮升起的同步顶升机构。本实用新型的装置结构简单、安装方便、通用性高。
文档编号G01M1/32GK202255765SQ201120333380
公开日2012年5月30日 申请日期2011年9月6日 优先权日2011年9月6日
发明者陈建平 申请人:上海福伊特水电设备有限公司