旋转机械的摩擦位置鉴别装置及摩擦位置鉴别方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种具备固定部及旋转部的旋转机械的摩擦位置鉴别装置。该装置具备AE传感器、轴振动传感器及摩擦位置鉴别部。在摩擦位置鉴别部中，在旋转机械中产生了摩擦时，求出与根据由AE传感器检测出的AE信号的时间变化来确定的包络线的峰值对应的AE相位和与根据由轴振动传感器检测出的轴振动信号的时间变化来确定的所述旋转部的高点位置对应的轴振动相位，并根据它们的相位差来鉴别旋转机械中的摩擦产生部位的周向位置。的摩擦产生部位的周向位置。的摩擦产生部位的周向位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】旋转机械的摩擦位置鉴别装置及摩擦位置鉴别方法


[0001]本专利技术涉及一种旋转机械的摩擦位置鉴别装置及摩擦位置鉴别方法。
[0002]本申请根据2021年4月8日在日本专利局申请的日本特愿2021
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065608号主张优先权，并将其内容援用于此。

技术介绍

[0003]以往，旋转机械中的摩擦检测通过检测旋转轴的轴振动来进行。因机室的热变形而密封件等与旋转轴发生摩擦(Rubbing)，并且由于因摩擦产生的热而在旋转轴中产生热弯曲，从而有时会产生旋转轴中的轴振动。这样的摩擦的产生会导致由旋转机械的轴振动或密封件劣化引起的性能下降。并且，旋转轴的轴振动为能够在摩擦进行至在转子中产生热弯曲的程度的阶段检测的现象，因此当通过轴振动检测出摩擦时，可能需要采取紧急停止旋转机械等对旋转机械的运行带来很大影响的措施。因此，期望早期检测摩擦。
[0004]作为用于解决这样的课题的一种方法，已知有使用能够检测AE(Acoustic Emission：声发射)信号的AE传感器的摩擦检测技术。AE传感器容易进行安装，通过检测基于旋转体的接触声的AE信号，与以往的基于轴振动的情况相比，能够在更早的阶段探测出摩擦，很有前途。例如，在专利文献1中公开有如下技术：沿着相对于旋转轴的周向设置多个AE传感器，通过处理由这些AE传感器检测出的AE信号来鉴别周向上的摩擦的产生位置。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本特开2016
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145712号公报

技术实现思路

[0008]专利技术要解决的课题
[0009]在上述专利文献1中，需对旋转机械设置多个AE传感器，因此AE传感器的数量变多，导致成本增大。并且，由于将配置有多个AE传感器的截面中的摩擦作为检测对象，因此在与该截面不同的轴向位置产生了摩擦的情况下，难以检测摩擦。并且，由于根据基于摩擦的多个AE传感器之间的微小相位差来进行摩擦探测，因此可能因AE信号中所包含的噪声的影响而难以探测出摩擦。
[0010]本专利技术的至少一个实施方式是鉴于上述的情况而完成的，其目的在于提供一种能够以简单的结构鉴别摩擦的周向位置的旋转机械的摩擦位置鉴别装置及摩擦位置鉴别方法。
[0011]用于解决技术课题的手段
[0012]为了解决上述课题，本专利技术的至少一个实施方式所涉及的旋转机械的摩擦位置鉴别装置为具备固定部及旋转部的旋转机械的摩擦位置鉴别装置，所述摩擦位置鉴别装置具备：
[0013]至少一个AE传感器，用于检测所述旋转机械的AE信号；
[0014]至少一个轴振动传感器，用于检测所述旋转部的轴振动信号；及
[0015]摩擦位置鉴别部，用于在所述旋转机械中产生了摩擦时，根据AE相位与轴振动相位之差来鉴别所述旋转机械中的摩擦产生部位的周向位置，所述AE相位与根据所述AE信号的时间变化来确定的包络线的峰值对应，所述轴振动相位与根据所述轴振动信号的时间变化来确定的所述旋转部的高点位置对应。
[0016]为了解决上述课题，本专利技术的至少一个实施方式所涉及的旋转机械的摩擦位置鉴别方法为具备固定部及旋转部的旋转机械的摩擦位置鉴别方法，所述摩擦位置鉴别方法包括如下工序：
[0017]检测所述旋转机械的AE信号；
[0018]检测所述旋转部的轴振动信号；及
[0019]在所述旋转机械中产生了摩擦时，根据AE相位与轴振动相位之差来鉴别所述旋转机械中的摩擦产生部位的周向位置，所述AE相位与根据所述AE信号的时间变化来确定的包络线的峰值对应，所述轴振动相位与根据所述轴振动信号的时间变化来确定的所述旋转部的高点位置对应。
[0020]专利技术效果
[0021]根据本专利技术的至少一个实施方式，能够提供一种能够以简单的结构鉴别摩擦的周向位置的旋转机械的摩擦位置鉴别装置及摩擦位置鉴别方法。
附图说明
[0022]图1是一个实施方式所涉及的旋转机械的截面结构图。
[0023]图2是表示一个实施方式所涉及的摩擦位置鉴别方法的流程图。
[0024]图3A是表示旋转机械的内部的状态的示意图。
[0025]图3B是表示旋转机械的内部的状态的示意图。
[0026]图4是在图2的步骤S101中获取的AE信号及轴振动信号的一例。
[0027]图5是从轴向表示另一实施方式所涉及的摩擦位置鉴别装置中的轴振动传感器的安装位置的示意图。
[0028]图6是表示另一实施方式所涉及的摩擦位置鉴别方法的流程图。
[0029]图7是在图6的步骤S201中获取的由AE传感器检测出的AE信号、由第1轴振动传感器及第2轴振动传感器检测出的轴振动信号的一例。
[0030]图8A是在图6的步骤S202中制作的轨道线图的一例。
[0031]图8B是基于由图8A的轨道线图确定的法线方向的摩擦周向位置的鉴别例。
[0032]图9是表示另一实施方式所涉及的摩擦位置鉴别装置的结构的图。
[0033]图10是表示能够由图9的摩擦位置鉴别装置实施的摩擦位置鉴别方法的流程图。
[0034]图11是与由第3轴振动传感器检测的轴振动信号对应的轴振动矢量和与由第4轴振动传感器检测的轴振动信号对应的轴振动矢量的线性插值的说明图。
[0035]图12是表示能够由图9的摩擦位置鉴别装置实施的另一摩擦位置鉴别方法的流程图。
具体实施方式
[0036]以下，参考附图对本专利技术的若干个实施方式进行说明。但是，作为实施方式而记载的或附图所示的构成组件的尺寸、材质、形状、其相对配置等并不旨在将本专利技术的范围限定于此，只不过是说明例。
[0037]图1是一个实施方式所涉及的旋转机械1的截面结构图。旋转机械1具备静止部2和相对于静止部2能够旋转的旋转部4。静止部2为旋转机械1的壳体，相对于外部静止。旋转部4介由一对轴承6a、6b被支撑为相对于静止部2能够旋转。
[0038]在静止部2与旋转部4之间设置有间隙D。从设置于静止部2的供给部3向间隙D供给工作流体W，从而驱动旋转部4。驱动了旋转部4的工作流体W从设置于静止部2的排出部5排出到外部。在旋转机械1运行时，静止部2或旋转部4中的至少一个因热等的影响而发生变形，从而间隙D缩小，有时会产生摩擦。这样的摩擦能够根据由后述的AE传感器10检测的AE信号来探测出。
[0039]旋转部4例如为能够利用基于工作流体W的动力来进行旋转的转子(旋转轴)。旋转部4具有用于接受工作流体W的动叶片4a，通过由动叶片4a接受工作流体W来旋转驱动旋转部4。旋转机械1例如为使用蒸汽作为工作流体W的蒸汽涡轮。
[0040]旋转部4被一对轴承6a、6b(径向轴承)支撑为能够旋转。轴承6a设置于旋转部4的一端侧，轴承6b设置于旋转部4的另一端侧。轴承6a、6b分别容纳于轴承箱7a、7b中。
[0041]一个实施方式所涉及的摩擦位置鉴别装置100为用于在具有上述结构的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种旋转机械的摩擦位置鉴别装置，所述旋转机械具备固定部及旋转部，所述摩擦位置鉴别装置具备：至少一个AE传感器，用于检测所述旋转机械的AE信号；至少一个轴振动传感器，用于检测所述旋转部的轴振动信号；及摩擦位置鉴别部，用于在所述旋转机械中产生了摩擦时，根据AE相位与轴振动相位之差来鉴别所述旋转机械中的摩擦产生部位的周向位置，所述AE相位与根据所述AE信号的时间变化来确定的包络线的峰值对应，所述轴振动相位与根据所述轴振动信号的时间变化来确定的所述旋转部的高点位置对应。2.根据权利要求1所述的旋转机械的摩擦位置鉴别装置，其中，若将所述周向位置设为φrub、将相对于基准位置的所述轴振动传感器的安装位置设为φvib、将所述AE相位设为θrub及将所述轴振动相位设为θvib，则所述周向位置φrub由下式表示，φrub＝φvib+(θrub
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θvib)。3.根据权利要求1或2所述的旋转机械的摩擦位置鉴别装置，其中，所述至少一个轴振动传感器构成为检测具有如下振幅的所述轴振动信号，所述振幅与存在于在所述固定部设置的所述轴振动传感器与所述旋转部之间的间隙大小对应，所述摩擦位置鉴别部根据包含于所述振幅的时间变化中的最大峰来确定所述高点位置。4.根据权利要求1所述的旋转机械的摩擦位置鉴别装置，其中，所述至少一个轴振动传感器包括具有互不相同的安装角度的第1轴振动传感器及第2轴振动传感器，所述摩擦位置鉴别部根据分别由所述第1轴振动传感器及第2轴振动传感器检测出的所述轴振动信号来求出所述高点位置的轨道，并根据所述轨道及所述AE相位来鉴别所述周向位置。5.根据权利要求4所述的旋转机械的摩擦位置鉴别装置，其中，所述摩擦位置鉴别部利用通过标绘在所述轨道上的与所述AE相位对应的点...

【专利技术属性】
技术研发人员：武田洋树，熊谷理，川畠竜，石泽修一，山下昌彦，田中良典，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：