可变导向轴承制造技术

本发明专利技术公开了一种导向轴承系统，该导向轴承系统包括垫调整器，该垫调整器用以沿某一方向横移至少一个轴承以调整径向间隙。该系统还可包括用于测量该径向间隙的偏差的传感器。在一些实施方案中，该导向轴承系统包括控制器，该控制器从测量该径向间隙的所述传感器接收距离信号并且向该垫调整器发出信号以横移该至少一个轴承，从而补偿该径向间隙的该偏差。从而补偿该径向间隙的该偏差。从而补偿该径向间隙的该偏差。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可变导向轴承


[0001]本专利技术一般地涉及具有离散的导向轴承垫的流体动力轴承，并且更具体地涉及用于水电行业的流体动力轴承。

技术介绍

[0002]水电涡轮发电机组件使用可再生资源产生电能，而不会燃烧化石燃料。涡轮将来自流动的水的动能转换成旋转机械能。连接至涡轮的轴将机械能传输到发电机中的转子组件。然后，发电机将机械能转换成电能。
[0003]发电机可包括发电机壳体，该发电机壳体包围定子组件和嵌套的转子组件。固定的定子组件可包括多个线圈。转子组件可包括被配置为在定子组件内相对于定子线圈旋转的多个磁体。小的气隙将转子组件与定子组件分开。轴传输来自涡轮的机械能以使转子组件旋转。随着转子组件的旋转，磁体经过固定定子线圈的运动会在线圈中感应出电流。然后，可将所生成的电力传递以进行进一步的处理、储存或分配。
[0004]水电涡轮组件倾向于具有邻近轴、在发电机下方和/或上方设置的流体动力导向轴承。推力轴承也可设置在发电机上方。导向轴承可包括多个离散的导向轴承垫(或“靴”)，该多个离散的导向轴承垫被配置为减小摩擦、在操作期间促进旋转轴运动、在故障事件期间抵抗侧向力以及使轴在轴壳体中居中。导向轴承垫可环形地设置在轴壳体内。当存在轴时，导向轴承垫限定导向轴承垫与轴之间的径向导向轴承间隙。可在导向轴承垫下方和上方设置轴密封件以容纳流体动力流体(通常为油或水)。流体填充轴、轴壳体和轴密封件之间的空间，包括径向导向轴承间隙。理想的是，轴相对于环形地设置在导向轴承垫与旋转轴之间的流体膜旋转。在运行中，该流体膜一般通过轴与垫的相对运动而被高度加压，以便抵抗法向力和故障力并且保持轴居中。然而，在实践中，径向导向轴承间隙的宽度可能会根据轴承系统的环境温度而显著不同。

技术实现思路

[0005]根据本专利技术的一些方面，本文描述了可减轻导向轴承垫与涡轮组件(诸如水电涡轮组件)的轴之间的径向导向轴承间隙的变化的影响的方法、结构和计算机程序产品。
[0006]在一些实施方案中，由于具有流体动力轴承的旋转机器中的径向导向轴承间隙的距离变化而引起的轴振动的问题通过如下的系统得以缓解：该系统被配置为在旋转机器处于活动状态时监测径向间隙并且调整一个或多个导向轴承垫相对于轴的位置。
[0007]在一个方面，提供了用于维持可变导向轴承与涡轮轴之间的径向间隙的方法。在一个实施方案中，该方法可包括测量至少一个导向轴承与涡轮轴之间的基线径向间隙。垫调整器可接合到至少一个导向轴承。垫调整器可包括原动机，该原动机通过传动装置与至少一个导向轴承连通，其中由来自原动机的原动力致动的垫调整器沿某一方向横移至少一个导向轴承以调整径向间隙。该方法还可包括测量至少一个导向轴承与涡轮轴之间的径向间隙偏差。该方法还包括计算径向间隙偏差与基线径向间隙之间的差值。在一些实施方案
中，该方法包括致动原动机以调整至少一个导向轴承，从而补偿径向间隙偏差与基线径向间隙之间的差值。在一些实施方案中，该方法是计算机实现的方法。
[0008]在本专利技术的另一方面，提供了导向轴承系统。在一个实施方案中，该导向轴承系统可包括垫调整器系统，该垫调整器系统用以沿某一方向横移至少一个轴承以调整径向间隙。径向间隙是介于至少一个轴承垫的最外轴端与轴组件的最外周边之间的尺寸。该系统还可包括用于测量该径向间隙的偏差的传感器。在一些实施方案中，导向轴承系统包括控制器，该控制器从测量径向间隙的传感器接收距离信号并且向垫调整器系统发出信号以横移至少一个轴承，从而补偿径向间隙的偏差。
[0009]在另一个实施方案中，导向轴承系统可包括齿轮传动系统和机械地接合到齿轮传动系统的垫调整器。垫调整器可具有相对于齿轮传动系统布置在远侧的垫端，其中垫端接合到轴承垫。导向轴承系统还可包括原动机，该原动机接合齿轮传动系统，使得原动机与设置在由轴的旋转中心所限定的径向平面上的径向线不共线。接近传感器可被配置为检测导向轴承垫与轴之间的径向间隙的距离。接近传感器生成距离信号并且将距离信号传输到控制系统。在一些实施方案中，控制系统将距离测量信号与编程范围进行比较，其中如果距离测量信号与编程范围不匹配，则控制系统向原动机发送调整信号。在一些实施方案中，原动机接合齿轮传动系统蜗杆驱动器，该齿轮传动系统蜗杆驱动器接合蜗轮并且被配置用于转动蜗轮。蜗轮可被配置用于转动垫调整器。垫调整器可被配置为使导向轴承垫沿着由轴的旋转中心所限定的径向平面移动。
[0010]示例性系统的优点可能在于，可响应于热膨胀的轴连续地监测和调整径向导向轴承间隙，从而在起动期间和旋转机器的整个操作过程中维持最佳径向导向轴承间隙。此外，径向导向间隙在操作期间偶尔响应于失常状况而突然改变。失常状况可能是由液压干扰、电气故障、突然施加涡轮制动、涡轮转轮遇到大块碎屑或某些其他计划外的操作事件引起的。本文所述的示例性系统的另一个优点可能是防止原本可能由上述失常状况引起的反向驱动。
[0011]已经发现的是，通过将原动机配置为相对于垫调整器的实际或潜在线性运动而非共线地接合齿轮传动系统，示例性的导向轴承调整系统防止意外的反向驱动，该意外的反向驱动原本可能会损坏轴承调整系统或导致轴导向丢失。反向驱动也可封闭旋转部件与固定部件之间的空隙。不受理论的约束，可以假设的是，非共线接合可提供足够的反作用力来克服反向驱动力。导向轴承调整螺栓可径向地朝向或远离旋转部分调整导向轴承垫。不受理论的约束，可以相信的是，蜗杆驱动器和蜗轮设施的放置顺序可保护原动机免受来自导向轴承垫的反向驱动。在一个实施方案中，原动机向控制系统提供冗余位置信号作为安全检查。
[0012]在另一方面，提供了控制系统，该控制系统可与上述方法和结构一起用于维持可变导向轴承系统与涡轮轴之间的径向间隙。在一个实施方案中，控制系统可包括至少一个存储器模块，用于存储至少一个导向轴承与涡轮轴之间的尺寸的基线径向间隙值。控制系统可包括接收器，该接收器用于接收所测量到的至少一个导向轴承与涡轮轴之间的径向间隙偏差。在一些实施方案中，控制系统还可包括修正径向间隙分析仪，该修正径向间隙分析仪采用硬件处理器来执行一组指令，以用于将所测量的径向间隙偏差与基线径向间隙值进行比较，从而提供修正径向间隙尺寸。控制系统还包括至少一个信号发生器，该至少一个信
号发生器与垫调整器通信，该垫调整器沿某一方向横移该至少一个导向轴承以调整径向间隙。
[0013]在又一方面，提供了计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质具有实现在其中的计算机可读程序代码，用于维持可变导向轴承与涡轮轴之间的径向间隙。在一个实施方案中，计算机可读存储介质是非暂态的。计算机可读程序代码可提供测量至少一个导向轴承与涡轮轴之间的基线径向间隙的步骤。垫调整器可接合到至少一个导向轴承。垫调整器可包括原动机，该原动机通过传动装置与至少一个导向轴承连通，其中由来自原动机的原动力致动的垫调整器沿某一方向横移该至少一个导向轴承以调整径向间隙。该方法还可包括测量至少一个导向轴承与涡轮轴之间的径向间隙偏差以及计算径向间隙偏差与基线径向本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于维持可变导向轴承与涡轮轴之间的径向间隙的方法，所述方法包括：测量至少一个导向轴承与所述涡轮轴之间的基线径向间隙；将垫调整器系统接合至所述至少一个导向轴承，所述垫调整器包括原动机，所述原动机通过传动装置与至少一个可变导向轴承连通，其中由来自所述原动机的原动力致动的所述垫调整器系统沿某一方向横移所述至少一个导向轴承以调整径向间隙；测量所述至少一个导向轴承与所述涡轮轴之间的径向间隙偏差；计算所述径向间隙偏差与所述基线径向间隙之间的差值；以及致动所述原动机以调整所述至少一个导向轴承，从而补偿所述径向间隙偏差与所述基线径向间隙之间的所述差值。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法是计算机实现的方法。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述垫调整器系统包括：螺纹垫调整器，所述螺纹垫调整器与所述至少一个导向轴承的背表面接触；主动齿轮，所述主动齿轮相对于所述垫调整器的长度以非共线方式与所述螺纹垫调整器连通。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述主动齿轮为蜗轮。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述蜗轮与驱动轴齿轮螺纹接合，所述驱动轴齿轮由所述原动机通过驱动轴致动。6.根据权利要求3所述的方法，其中，所述主动齿轮由所述原动机致动的链驱动，所述链将多个所述垫调整器连接至多个所述至少一个导向轴承。7.根据权利要求3所述的方法，其中，所述主动齿轮由连接至由所述原动机致动的连杆的臂驱动，所述连杆将多个所述垫调整器连接至多个所述至少一个导向轴承。8.根据权利要求1所述的方法，其中，传动装置包括楔形系统，所述楔形系统在所述垫调整器系统的垫调整器与所述至少一个导向轴承的背表面之间行进。9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述原动机被配置为向致动所述原动机的控制系统提供冗余位置信号以确认所述至少一个导向轴承的位置。10.一种实体地体现计算机可读程序的非暂态制品，所述计算机可读程序在被执行时使得计算机执行根据权利要求1所述的方法。11.一种导向轴承系统，其包括：垫调整器系统，所述垫调整器系统用以沿某一方向横移至少一个轴承以调整径向间隙，其中，所述径向间隙是介于所述至少一个轴承垫的最外轴端与轴组件的最外周边之间的尺寸；传感器，所述传感器用于测量所述径向间隙的偏差；以及控制系统，所述控制系统从测量所述径向间隙的所述传感器接收距离信号并且向所述垫调整器发出信号以横移所述至少一个轴承，从而补偿所述径向间隙的所述偏差。12.根据权利要求11所述的导向轴承系统，还包括产生原动力的原动机。13.根据权利要求12所述的导...

【专利技术属性】
技术研发人员：萨马德，
申请(专利权)人：安德里茨水电加拿大有限公司，
类型：发明
国别省市：