[發明專利]一種船用高速回旋機械現場動平衡監測校正裝置及方法

無效

• 申請號: 201210193046.0
• 申請日: 2012-06-13
• 公開（公告）號: CN102692298A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發明（設計）人: 周璞;符棟梁;章藝;鐘焱;張心瑋;代學昌
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七0四研究所
• 主分類號: G01M1/38
• 分類號: G01M1/38
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本發明涉及一種機械平衡技術，特別涉及一種船用高速回旋機械現場動平衡監測校正裝置及方法。

背景技術

目前，汽輪機、柴油機、燃氣輪機、發電機等各類高速回旋機械作為現代艦船的關鍵設備，其振動水平直接關系到艦船的穩定性及舒適性對于軍用艦船來說，設備的振動水平不但影響其在航率和戰斗力，而且影響其自身的隱身性。因此，艦船自身關鍵設備的現場減振降噪對于現代艦船的穩定性和隱蔽性至關重要。

回旋機械產生振動的主要原因是不平衡質量的慣性力和慣性力。由現場故障診斷工作統計，不平衡力引起的故障約占全部機械故障的60%以上，80%-90%的機組振動是可以通過軸系平衡技術消除的。不平衡慣性離心力與機器轉速平方成正比，減小機器設備振動首先考慮的主要方法是對轉子進行動平衡，減小機器旋轉零部件的不平衡慣性力，使機器的振動限制在允許的范圍內。?

回旋機械設備出現的初期，由于設備的轉速較低，平衡精度要求不高，所以初期階段也只需要對轉子進行靜平衡。隨著設備轉子工作轉速及平衡精度的不斷提高，只對轉子進行靜平衡已滿足不了實際需要，人們才對動平衡技術發生濃厚的興趣。特別是各種精密設備的研制成功和計算機的應用，使得動平衡平衡技術更為精確。由于陸上可操作空間大，便于拖轉的電機及測量設備的安裝，動平衡技術已經在陸上安裝設備得到廣泛應用。但是艦艇具有特殊性，因為艙內空間狹小，設備布置緊湊，無法安裝拖動設備，操作空間小，動平衡不易實現；而且機艙內環境較惡劣，空氣濕度、鹽度大，對監測裝置的腐蝕性強。另外轉子太大無法把轉子直接從艙口取出在動平衡機上做動平衡，通常的做法是割開機艙，把轉子吊出機艙到設備廠去做動平衡，對船體的破壞性大，修復周期長。

若需將現有陸用動平衡裝置及方法應用于艦船，現有技術還存在下述缺陷：

（1）對于多通道動平衡同時在線監測，現有裝置體積過于龐大，不適用于復雜且空間有限的船艙；

（2）現有動平衡方法人機交互性較差，往往需要專業人士記錄好所監測到的各個通道的每次試重數據，然后逐次錄入進動平衡軟件，過程較為繁瑣，不直觀，且對操作人員專業知識要求較高；

（3）目前陸用動平衡方法一般針對雙平面單軸系設備進行現場動平衡，而對于艦船眾多多轉速多軸系多平衡面的高速回旋機械設備，現有方法往往顯得力不從心。

（4）當船體發生傾斜搖擺時，現有動平衡方法并無措施或手段將傾斜搖擺對設備動平衡監測產生的誤差進行校正。

發明內容

本發明是針對艦船高速回旋機械的現場動平衡問題，提出了一種船用高速回旋機械現場動平衡監測校正裝置及方法，可同時進行16通道的動平衡監測，尺寸卻相當于常規2通道現場動平衡儀尺寸；具備很強的人機交互性，所有功能操作均只需通過手指觸碰觸摸屏完成操作；裝置可最多可進行4個轉速8個平衡面的動平衡監測和校正，可同時完成4個不同轉速軸系16個測點的振動參量幅值和相位提取；裝置可將所采集的傾斜搖擺誤差數據補償進監測及動平衡校正軟件，這樣進一步提高了此種動平衡方法的船用環境適應性。

本發明的技術方案為：一種船用高速回旋機械現場動平衡監測校正裝置，包括電渦流傳感器，轉速鍵相傳感器，前置放大器，動平衡監測校正電路，電渦流傳感器和轉速鍵相傳感器采集信號經過前置放大器送入動平衡監測校正電路，動平衡監測校正電路包括輸入輸出模塊、前端模擬信號處理模塊、裝置核心電路模塊和電源系統模塊，動平衡監測校正電路接收前置放大器信號送入前端模擬信號處理模塊處理后，送裝置核心電路模塊計算存儲后，輸入輸出模塊與裝置核心電路模塊交換數據，電源系統模塊包含電源處理模塊和電源電壓監控與復位電路，電源處理模塊為各個模塊芯片提供電源，電源電壓監控與復位電路接收各電源信號，輸出報警和控制信號。

所述傳感器輸入調理電路包括電壓偏置電路、光耦隔離電路和脈沖整形電路，前置放大器送來的電渦流傳感器采集信號經過減法器和電阻電容網絡電壓偏置電路，輸出模數轉換芯片可接受的電壓信號，轉速鍵相傳感器信號經過光耦隔離和脈沖整形電路進行預處理。

所述裝置核心電路模塊為CPU?最小系統，包括OMAP-L137處理器、存儲器、系統時鐘，存儲器包括用于存儲引導系統BOOT引導程序的SPI?Flash、用于掛載嵌入式操作系統和存儲數據的Nand?Flash、用于程序運行和數據緩沖的SDRAM19，系統時鐘包含主參考時鐘24MHz的有源振動器和為系統供時的32K?RTC晶振。