[發明專利]利用激光跟蹤儀對汽輪機轉子撓度測量的方法

在審

• 申請號: 201610136947.4
• 申請日: 2016-03-10
• 公開（公告）號: CN105783753A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 江鵬遠;宋光偉;侯磊;李秋紅;楊彤;張利剛;馬宏程
• 申請（專利權）人: 哈爾濱汽輪機廠有限責任公司
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 楊立超

技術領域

本發明涉及一種汽輪機轉子撓度測量的方法，涉及汽輪機轉子測量技術領域。

背景技術

近年來隨著核電汽輪機的不斷發展，汽輪機轉子的結構尺寸及質量也不斷增大，汽 輪機轉子的撓度對最終通流間隙測量的影響越來越大。而目前在現有技術中，沒有提供直 接測量汽輪機轉子撓度的方法，傳統的計算轉子撓度的方法誤差較大，已無法滿足現階段 汽輪機轉子撓度測量需求。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用激光跟蹤儀對汽輪機轉子撓度測量的方法，以實現對汽 輪機轉子撓度進行直接測量并提高測量精度。

本發明為解決上述技術問題采取的技術方案是：

一種利用激光跟蹤儀對汽輪機轉子撓度測量的方法，所述方法是基于包括一臺激光跟 蹤儀和一套轉子支架的測量工具來實現的；

所述方法的實現過程為：

步驟一、完成被測汽輪機轉子的圍帶車削加工，并且各級葉輪跳動符合設計(圖紙) 要求；

步驟二、將被測轉子置于所述轉子支架上，將所述激光跟蹤儀置于轉子一側，保證激 光跟蹤儀能測到轉子軸頸及圍帶外圓；

步驟三、用人工手持激光跟蹤儀的靶球的方式對轉子兩端軸頸圓柱部分進行采點，并 分別擬合所述圓柱的輪廓；將兩個圓柱的中心連線，并定義為“軸線”；

步驟四、對轉子各級圍帶進行采點，采點范圍在圓周方向不小于120°，采點數量不 少于20點；

步驟五、每級圍帶隨機選取一點作為該級的“軸向基準點”，建立各級“投影平面”， 使其通過“軸向基準點”并垂直于所述“軸線”；

步驟六、將各級圍帶所采的點分別投影在相應的投影平面上，并分別擬合為投影圓；

步驟七、計算各級投影圓的圓心到軸線的距離，該距離即為轉子在該級圍帶處的撓度 值N。

所述激光跟蹤儀的測量空間誤差為10μm或5ppm，即所述激光跟蹤儀的空間誤差為： 在2米內不大于10μm，2米以上不大于5ppm，測量范圍能覆蓋轉子，測量半徑大于或等 于20米。

汽輪機轉子的軸頸直徑不大于800㎜，軸向誤差不大于10μm；轉子葉輪直徑不大于 5m，各級投影圓的圓心誤差不大于25μm，整體測量誤差不大于35μm。

汽輪機轉子各級葉輪處撓度大于或等于0.12mm。

在步驟二中，所述激光跟蹤儀連接及預熱時間為20min，在步驟三中，采點時間為 20～30min。

本發明的有益效果是：

本發明方法，操作簡單，檢量精度較高。測試精度能滿足測量要求，測量效率較高。 哈爾濱汽輪機廠有限責任公司對百萬核電汽輪機低壓轉子使用該方法進行測量，利用該測 量結果，在最終通流間隙計算與實際測量最大偏差約0.03mm，測量結果滿足安裝需求。

1.精度方面：激光跟蹤儀測量空間誤差為10μm或5ppm最大值(即為：空間誤差在 2米內不大于10μm，2米以上不大于5ppm。5ppm是指誤差為測量范圍的5×10^-6，即10m 誤差不大于0.05mm)。激光跟蹤儀要求空間誤差在2米內不大于10μm，2米以上不大于 5ppm，測量范圍能覆蓋轉子，根據現階段轉子尺寸特性，通常測量半徑大于20米。

通常轉子軸頸直徑不大于800㎜，那么軸向誤差不大于10μm；轉子葉輪直徑不大于 5m，那么各級投影圓的圓心誤差不大于25μm，因此整個測量誤差不大于35μm，通常轉 子各級葉輪處撓度大于0.12mm，因此測試系統精度能滿足測量要求。

2.測量效率：激光跟蹤儀連接及預熱時間約20min，采點時間約20～30min，計算時 間約5min，整個測量過程約45～55min，測量效率較高。

附圖說明

圖1是為本發明的汽輪機轉子的結構示意圖，圖2為利用激光跟蹤儀對汽輪機轉子撓 度測量的原理示意圖。

圖中：1-軸頸，2-圍帶，2-1表示某級圍帶投影圓，3-軸線，4-軸頸圓，5-圍帶投影 圓圓心，6-激光跟蹤儀，N表示撓度值。

具體實施方式

具體實施方式一：如圖1和2所示，本實施方式所述的利用激光跟蹤儀對汽輪機轉子 撓度測量的方法，是基于包括一臺激光跟蹤儀和一套轉子支架的測量工具來實現的；

所述方法的實現過程為：