УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА НАКЛОНА ВАЛОВ ГИДРОАГРЕГАТОВ
DEVICE MEASURING ANGLE OF INCLINATION OF SHAFTS OF HYDRAULIC PLANTS

Изобретение относится к области гидроэнергетики и может быть использовано для контроля уклона валов гидроагрегатов (ГА) зонтичного типа во время монтажа и ремонтных работ.
Известно устройство для измерения угла наклона валов гидроагрегатов, включающее хомут, закрепленный на валу, угольник с микрометрическим уровнем и стяжным тросом для прижатия угольника к вертикальной поверхности вала (Инструкция по центровке вертикальных гидроагрегатов. РД 34.31.601. 25.09.1986. п. 3.2.1).
Недостатком данного устройства является низкая точность измерения угла наклона валов гидроагрегатов из-за разного прижатия угольника стяжным тросом к поверхности вала и перекоса микрометрического уровня в горизонтальной плоскости.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для измерения угла наклона валов гидроагрегатов, включающее хомут, закрепленный на валу, и маятниковый электроизмеритель, установленный на хомут (Инструкция по центровке вертикальных гидроагрегатов. РД 34.31.601. 25.09.1986. п. 3.2.2).
Недостатком данного устройства является низкая точность измерения угла наклона валов гидроагрегатов из-за невозможности строго фиксированного прижима маятникового электроизмерителя к разным частям поверхности вала при обходе по окружности вала и невозможности держать устройство горизонтально в плоскости, перпендикулярной поверхности вала.
Предлагаемым изобретением решается задача повышения эффективности измерения угла наклона валов гидроагрегатов. Техническим результатом является повышение точности измерения угла наклона валов гидроагрегатов за счет строго фиксированного прижима датчика угла наклона к разным частям поверхности вала и исключения наклона устройства в плоскости, перпендикулярной поверхности вала, а также уменьшение времени измерения и повышения достоверности измерения.
Технический результат достигается в устройстве для измерения угла наклона валов гидроагрегатов, включающем несущую раму с тремя опорными регулируемыми ножками и двумя регулировочными винтами, установленный на несущей раме датчик угла наклона, ось чувствительности которого перпендикулярна несущей раме, расположенный между несущей рамой и валом гидроагрегата, блок фиксации и прижима, выполненный в виде трех шарнирно соединенных пластин, при этом центральная пластина установлена параллельно несущей раме, два прижимных магнита, один из которых закреплен на центральной пластине с ее внутренней стороны, а другой - на несущей раме напротив первого прижимного магнита с возможностью взаимодействия с ним, фиксирующие магниты, установленные на внешней стороне боковых пластин блока фиксации и прижима, два упора, закрепленных на внутренней стороне боковых пластин блока фиксации и прижима, закрепленный на несущей раме и установленный над датчиком угла наклона пузырьковый уровень, ось чувствительности которого перпендикулярна оси чувствительности датчика угла наклона, регулируемые упорные пальцы, установленные на концах боковых пластин с внешней их стороны, при этом регулировочные винты установлены с возможностью касания упоров.
Отличительными признаками предлагаемого устройства являются блок фиксации и прижима, пузырьковый уровень и несущая рама.
Блок фиксации и прижима позволяет выставить датчик угла наклона с фиксированным прижатием к поверхности вала. Вал гидроагрегата имеет неровную поверхность (выемки, дефекты обработки, дефекты покраски и т.п.). Предложенное выполнение блока фиксации и прижима обеспечивает одно и тоже прижимное усилие датчика угла наклона во всех точках измерения при обходе по окружности вала. Выполнение блока фиксации и прижима в виде трех шарнирно соединенных пластин, центральная пластина которого установлена параллельно несущей раме, позволяет фиксировать прижим при любом диаметре вала. Прижимные магниты прижимают несущую раму к поверхности вала, а фиксирующие магниты удерживают блок фиксации и прижима на поверхности вала. Пузырьковый уровень позволяет контролировать и выставлять горизонтальное положение датчика угла наклона в плоскости, перпендикулярной поверхности вала. Несущая рама позволяет держать оси чувствительности датчика угла наклона и пузырькового уровня взаимоперпендикулярными.
Устройство для измерения угла наклона валов гидроагрегатов поясняется чертежами, где фиг. 1 - общий вид устройства, на фиг. 2 - вид спереди, на фиг. 3 - крепление магнитов.
Устройство для измерения угла наклона валов гидроагрегатов состоит из несущей рамы 1 с тремя опорными регулируемыми ножками 2 и двумя регулировочными винтами 3, установленного на несущей раме 1 датчика угла наклона 4, расположенного между несущей рамой 1 и валом 5 гидроагрегата, блока фиксации и прижима 6, закрепленного на несущей раме 1 и установленного над датчиком угла наклона 4 пузырькового уровня 7. Ось чувствительности датчика угла наклона 4 перпендикулярна несущей раме 1. Блок фиксации и прижима 6 выполнен в виде трех шарнирно соединенных пластин: центральной пластины 8 и боковых пластин 9. Пластины 8 и 9 соединены между собой с помощью шарниров-зажимов 10. Центральная пластина 8 блока 6 установлена параллельно несущей раме 1. На центральной пластине 8 с ее внутренней стороны закреплен первый прижимной магнит 11, а другой прижимной магнит 12 - на несущей раме 1 напротив первого прижимного магнита 11 с возможностью взаимодействия с ним. Зазор между прижимными магнитами 11 и 12 устанавливается опорными регулировочными винтами 13. На внешней стороне боковых пластин 9 блока фиксации и прижима 6 закреплены фиксирующие магниты 14 с помощью зажимных винтов 15. На внутренней стороне боковых пластин 9 блока фиксации и прижима 6 закреплены два упора 16. Ось чувствительности пузырькового уровня 7 перпендикулярна оси чувствительности датчика угла наклона 4. На концах боковых пластин 9 с внешней их стороны установлены регулируемые упорные пальцы 17. Регулировочные винты 3 установлены с возможностью касания упоров 16.
Устройство для измерения угла наклона валов гидроагрегатов работает следующим образом.
Перед началом проведения измерений в соответствии с диаметром обследуемого вала 5 гидроагрегата настраиваются фиксирующие 14 и прижимные магниты 11 и 12. Настройка фиксирующих магнитов 14 проводится следующим образом: а) выставляется длина регулируемых упорных пальцев 17, установленных на внешних углах боковых пластин 9, б) ослабляются шарниры - зажимы 10 и выставляется необходимый угол раскрытия между центральной пластиной 8 и боковыми пластинами 9, и они прислоняются к обследуемому валу 5, в) с помощью опорных регулировочных винтов 13 выставляется необходимый зазор (обычно 0,5÷1 мм) между фиксирующими магнитами 14 и обследуемым валом 5, обеспечивающий надежную фиксацию устройства на обследуемом валу 5. Фиксирующие магниты 14 закрепляются в этом положении зажимными винтами 15. Настройка прижимных магнитов 11 и 12 также проводится с помощью опорных регулировочных винтов 13. Зазор между двумя прижимными магнитами 11 и 12 должен обеспечивать необходимое и постоянное во время проведения измерений усилие прижима устройства к обследуемому валу 5 и легкую выставку устройства в рабочее положение. После настроек фиксирующих 14 и прижимных 11 и 12 магнитов устройство устанавливается в точке измерения на обследуемом валу 5 так, чтобы регулировочные винты 3, расположенные на несущей рамы 1, касались упоров 16, расположенных на боковых пластинах 9, а опорные регулируемые ножки 2 касались самого вала 5. Вращением регулировочных винтов 3 выставляются две опорные регулируемые ножки 2. Контроль за выставкой устройства в рабочее положение осуществляется с помощью пузырькового уровня 7: в рабочем положении устройства пузырьковый уровень 7 будет находиться в нулевом положении. При наклоне устройства для измерения угла наклона валов гидроагрегатов перемещение датчика угла наклона 4, пропорциональное угловому отклонению, преобразуется в изменение выходного сигнала, который по кабелю передается на регистратор информации (не показан), где записывается в память для последующей обработки. Устройство для измерения угла наклона валов гидроагрегатов измеряет составляющую угла наклона вала 5 в вертикальной плоскости, проходящей через точку измерения и вертикаль в центре сечения вала, поэтому для определения уклона вала 5 недостаточно одной точки измерения. Так как проекция вектора наклона вала 5 на эту вертикальную плоскость при обходе вокруг вала 5 изменяется по синусоидальному закону, то для определения наклона вала 5 с необходимой точностью нужно произвести измерения не менее чем в 8 точках, расположенных равномерно по окружности вала 5. Информация записывается на регистратор информации. Затем устройство для измерения угла наклона валов гидроагрегатов переставляется на следующую точку измерения. Исходные данные в каждой точке измерения усредняются. Затем по этим данным строится полученная синусоида. Так как синусоида искажена дефектами вала 5 в местах измерений, то используя, например, метод наименьших квадратов, строится синусоида, аппроксимирующая полученную синусоиду, по величине амплитуды которой определяется угол наклона вала, а по положению max и min синусоиды - направление наклона вала.
Предлагаемое устройство для измерения угла наклона валов гидроагрегатов повышает точность и достоверность измерения, уменьшает время измерения при любых видах профилактических работ. Точность выставки вала гидроагрегата по вертикали существенно влияет на износ турбинного и генераторного подшипников гидроагрегата, на износ зеркального диска подпятника и его опорных сегментов, а также на увеличение кпд гидроагрегата.