一种转轴绝对振动的测量方法技术

本发明专利技术公开了一种转轴绝对振动的测量方法，包括以下步骤：步骤S1，在轴承X、Y和V方向各设置一监测单元；步骤S2，所述监测单元感应转轴和轴承座的振动并输出位移信号；步骤S3，根据所述位移信号计算转轴在V向的绝对振动。通过计算来测量转轴绝对振动，能充分利用机组已经安装的传感器的作用，节省传感器的安装和维护成本，为转轴的振动监测、分析和故障诊断提供更充分的依据。

A Method for Measuring Absolute Vibration of Rotary Shaft

The invention discloses a method for measuring the absolute vibration of a rotating shaft, which includes the following steps: setting a monitoring unit in the bearing X, Y and V directions; 2. The monitoring unit senses the vibration of the rotating shaft and the bearing seat and outputs the displacement signal; and 2. Calculating the absolute vibration of the rotating shaft in the V direction according to the displacement signal; \u3002 Measuring the absolute vibration of the rotating shaft by calculation can make full use of the sensor installed in the unit, save the cost of installation and maintenance of the sensor, and provide more sufficient basis for vibration monitoring, analysis and fault diagnosis of the rotating shaft.

【技术实现步骤摘要】
一种转轴绝对振动的测量方法
本专利技术涉及旋转机械振动测量
，具体涉及一种转轴绝对振动的测量方法。
技术介绍
大型旋转机械，如汽轮发电机组，都是通过振动监测保护系统(TSI)来监测机组的振动。振动分为绝对振动和相对振动。绝对振动是轴承座和转轴相对地面的振动，相对振动是转轴相对轴承座的振动。振动速度传感器固定在轴承外壳上，测量的是轴承座的绝对振动，电涡流传感器对准转轴，固定在轴承盖上，测量的是转轴对轴承座的相对振动。测量转轴绝对振动通常使用复合式传感器，如图2所示，21是转轴，22是轴承盖，23是速度传感器，24是电涡流传感器，实质上是一个电涡流传感器和一个速度传感器的组合，转轴的绝对振动是转轴相对振动和轴承座振动的矢量和。一般来说，转轴绝对振动幅值要比相对振动幅值大。例如，对于汽轮发电机组，转轴相对振动的危险值是260μm，转轴绝对振动的危险值是320μm。虽然转轴绝对振动的监测比转轴相对振动的监测更有优势，但由于测量绝对振动的复合探头成本较高，安装不方便，维护比较困难，目前已经很少使用，大多数采用安装两个电涡流传感器测量转轴相对振动，安装一个速度传感器测量轴承座振动，如图3所示，31是电涡流传感器，32是速度传感器，33是轴承座，34是转轴。目前，由于大机组的振动监测主要依靠转轴的相对振动，因此不能了解转轴的绝对振动情况。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种转轴绝对振动的测量方法，以便在没有安装传感器直接测量转轴绝对振动时，能够了解转轴的绝对振动情况。为实现上述目的，本专利技术转轴绝对振动的测量方法。该方法包括如下步骤：步骤S1，在轴承X、Y和V方向各设置一监测单元；步骤S2，所述监测单元感应转轴和轴承座的振动并输出位移信号；步骤S3，根据所述位移信号计算转轴在V向的绝对振动。其中，在所述步骤S1中，所述监测单元X、Y方向为电涡流传感器，V方向是振动速度传感器，安装方向均垂直于所述轴承的中心线。通常，X、Y方向为轴承座垂直方向左、右各45度，X、Y两个方向的夹角为90°，V为轴承座垂直方向。在所述步骤S2中，在所述转轴转动过程中，所述电涡流传感器和速度传感器同时对振动进行采样，将采样得到的电压信号转换为位移信号。设X和Y向电涡流传感器测量得到的电压信号分别为Vx和Vy，传感器灵敏度分别为Sx和Sy，位移量分别为Dx和Dy，则：Dx＝Vx/Sx；Dy＝Vy/Sy；设V向速度传感器测量得到的电压信号为Vv，传感器灵敏度为Sv，位移量为Dv，则可以先将电压信号变换为速度，再积分成位移：Dv＝∫Vv/Svdv在所述步骤S3中，根据所述位移信号计算转轴在V向的绝对振动。由于传感器有安装角度，因此可以将位移大小和安装角度表示成矢量形式：和方向为传感器安装角度，数值为正，表示位移方向趋近传感器，为负，表示位移方向远离传感器。设X和Y向电涡流传感器的测量位移在V向分量为和合成后得到转轴V向相对振动位移为则：上述公式为X和Y向位移量在V向的矢量合成，其中α和β分别是X向和Y向与V向的夹角，如图4所示。转轴在V向的绝对振动是转轴V向相对振动和轴承座振动的矢量和：对于转轴在V向的绝对振动可以和实际安装的X、Y向电涡流传感器和V向速度传感器一样，进行时域和频域分析，这是振动分析常规处理技术，不再赘述。本专利技术具有如下优点：本专利技术提供的转轴绝对振动测量方法，是在没有直接安装传感器测量转轴绝对振动的情况下，依靠目前普遍采用的X、Y向电涡流传感器获得的转轴振动信号，进行矢量合成转换为V向的转轴振动信号，再与V向速度传感器的振动信号进行矢量合成，获得转轴在V向的绝对振动。该测量方法可以节省传感器的安装和维护成本，能充分利用机组已经安装的传感器的作用，对转轴的绝对振动进行分析，为转轴的振动监测、分析和故障诊断提供更充分的依据。附图说明图1为本专利技术一种转轴绝对振动测量方法的流程图。图2为测量转轴绝对振动的复合传感器结构示意图。图3为目前常用大机组振动测量传感器布置结构示意图。图4为振动位移矢量合成运算原理图。图5为本专利技术实施例中机组的结构示意图。图6为本专利技术实施例中机组各轴承振动参数列表。具体实施方式以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。本实施例以1000MW汽轮发电机组为例，该机组结构示意图如图5所示，包括高压转子51，中压转子52、低压转子53和发电机转子54组成，共需8个轴承(1#～8#)支撑，每个轴承均在X、Y两个方向各安装1个电涡流传感器和垂直方向安装1个速度传感器(图中未示出)，以监测机组的振动。结合转轴绝对振动测量方法的流程图(图1)，包括以下具体步骤：步骤S1，在轴承X、Y和V方向各设置一监测单元。本实施例各轴承监测单元如图3所示。X和Y方向为电涡流传感器，安装在轴承座垂直方向左、右各45度，V方向是振动速度传感器，安装在轴承座垂直方向。步骤S2，所述监测单元感应转轴和轴承座的振动并输出位移信号。根据目前大机组振动数据采集的习惯做法，本实施例2个涡流传感器和1个速度传感器同步整周期采样电压信号，并连续多个整周期采样，如每周期采样64点，连续采样16个周期，共采样1024个点，分别记为Vx[i]、Vy[i]和Vv[i]，i＝0～1023，并通过工程变换以及速度传感器的积分运算，将电压信号Vx[i]、Vy[i]和Vv[i]转换为位移信号Dx[i]、Dy[i]和Dv[i]，i＝0～1023，获得3个方向振动的位移量，即振动波形数据。步骤S3，根据所述位移信号计算转轴在V向的绝对振动。根据矢量合成公式(1)和(2)，可以获得转轴在V方向绝对振动的位移量Av[i]：Av[i]＝Dx[i]cos(45/180×π)+Dy[i]cos(45/180×π)+Dv[i]，i＝0～1023(3)根据公式(3)即可得到转轴在V方向绝对振动的波形数据Av[i]，可以进行波形和频谱分析，并可以计算振动的峰峰值和有效值等特征数据。在图6列表中，第一列为通道对名称，即轴承名称；第二列为通道对组成，即每个轴承对应的两个电涡流传感器；第三列、第四列和第五列分别是X、Y和V向传感器实际测量获得的通频振幅，第六列为通过公式(3)计算获得的转轴在V向绝对振动的通频振幅。由此可见，本专利技术通过常规的X、Y向电涡流传感器和V向速度传感器的振动信号，经过一系列计算，可以获得转轴在V向的绝对振动。这是在没有直接安装传感器测量转轴绝对振动的情况下得到的，因此可以节省传感器的安装和维护成本。同时，提供了转轴的绝对振动这一重要参数，作为转轴振动分析和故障诊断的重要依据。虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本专利技术作了详尽的描述，但在本专利技术基础上，可以对之作一些修改，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本专利技术精神的基础上所做的这些修改，均属于本专利技术要求保护的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种转轴绝对振动的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，在轴承X、Y和V方向各设置一监测单元；步骤S2，所述监测单元感应转轴和轴承座的振动并输出位移信号；步骤S3，根据所述位移信号计算转轴在V向的绝对振动。

【技术特征摘要】
1.一种转轴绝对振动的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，在轴承X、Y和V方向各设置一监测单元；步骤S2，所述监测单元感应转轴和轴承座的振动并输出位移信号；步骤S3，根据所述位移信号计算转轴在V向的绝对振动。2.根据权利要求1所述的转轴绝对振动的测量方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述监测单元X、Y方向为电涡流传感器，V方向是振动速度传感器，安装方向均垂直于所述轴承的中心线。通常，X、Y方向为轴承座垂直方向左、右各45度，X、Y两个方向的夹角为90°，V为轴承座垂直方向。3.根据权利要求1所述的转轴绝对振动的测量方法，其特征在于，在所述步骤S2中，在所述转轴转动过程中，所述电涡流传感器和速度传感器同时对振动进行采样，将采样得到的电压信号转换为位移信号。设X和Y向电涡流传感器测量得到的电压信号分别为Vx和Vy，传感器灵敏度分别为Sx和Sy，位移量分别为Dx和Dy，则：Dx＝Vx/Sx；...

【专利技术属性】
技术研发人员：阮跃，
申请(专利权)人：北京振测智控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11