激光对中仪在750kW机组中的应用

激光对中仪在750kW机组中的应用

谢江超

（甘肃中电酒泉风力发电有限公司甘肃酒泉736100）

摘要：浅谈750KW机组联轴器作用和激光对中仪的使用，通过实际操作和数据分析来尽量避免由于操作问题产生的误差，提高齿箱和发电机使用寿命。

关键词：联轴器激光对中仪转矩测量方法误差

1.引言

联轴器作为750kw风力发电机机组的主要传动部件，其主要功能是传递扭矩给发电机，同时能够纠正由于齿轮箱高速轴不同心而产生的位移，另可以吸收来自叶轮旋转和风切变引起的摆动以及风机运行中产生的振动。通过激光对中仪，我们测出发电机和齿箱间链接状况，让其轴更好的同心，延长发电机和齿箱使用寿命。

2．联轴器的作用

2.1联轴器在750KW机组受力分析

750kw风力发电机在运行过程中其受力状态较为复杂，单联轴器受力状态而言，其受力形式分为两种：扭矩、弯矩；由于风机在运行中受到风切变的影响较大，使得叶片在旋转过程中受力的状态不对称，不是一个恒定值，同时还有三个叶片在不同的角度下主轴的受力也有所差别，形成各向不均的受力状态，表现为多方向的瞬变动态脉动载荷。由于主轴与齿箱是刚性连接，传递到联轴器上的载荷与主轴相似。

3．对中的作用

机器不对中会带来如下的问题：

3.1增加了轴承所受的力

轴承会过早地发生损坏，缩短了轴承的使用寿命。因为不对中，由柔性联轴节产生的从转轴作用在轴承上的力，可以通过状态监测中的冲击脉冲方法测量出来，从而间接地判断机器的对中状况。

3.2增大了联轴节的磨擦

联轴节处磨擦增大，会使机器的能源使用效率显著下降，提高了运营成本。即使是联轴节的对中处于容差范围之内，转轴旋转时，力会传到轴承上，同样会缩短轴承的预期寿命

3.3缩短了机器寿命

出于对电机与齿箱的保护，提高其机械寿命，减少未来维护时间同时提高效率。我们必须在750KW机组拖动前，拖动后，挂叶轮后进行3次测量，达到规定标准。使我们的产品更加完美，更可信赖。

4．激光对中仪的使用

激光对中仪测水平轴原理

根据750KW电机与齿箱的联结方式，我们选择用水平机器轴对中。测量的方法基于逆向显示对中的原理，用两束激光来代替钢棒和百分表。由于激光没有钢棒下垂的缺点，所以给系统带来很高的精确度。

FixturlaserSystem有两套测量系统，但它是采用电子标靶而不是机械百分表显示。电子标靶内置于一对激光发射器/探测器单元（TD单元）中。采用标准的百分表测量技术，测量结果需手工绘图并计算校准误差。采用FixturlaserSystem系统时，这一切工作都可以自动完成。移动时会显示实时数值，当紧固发电机地脚螺栓时就会看出变化。

激光对中仪调整量计算方法

为使两轴共线，需对调整Z进行调整以使A点和B点的横纵坐标为零。在750KW机组实际中，对调整轴的调整是通过调整电机的地脚螺栓来完成的。

计算出发电机地脚垂直调节量为：

Ｙa+(a+b)(Yb-Ya)/a,Ｙa+(a+b+c)(Yb-Ya)/a

偏移量和角度计算为

Yk=Yb+(Ya-Yb)d/a,tan()=(Yb-Ya)/a

根据公式，可以看出，当d值为a值1/2时，２个接收器出现的微动对所测结果产生的误差最小，而当d约等于a时，所测结果可能由于仪器自身微动会对测量结果造成很大的误差。

激光对中仪在750KW机组中安装方法

将一个V形架固定在发电机轴套上，使用提供的工具紧固螺栓，不要过于紧。将导杆安装在V形架上并紧固，在固定架上安装TD-M单元，由于轴径过大，使用延长链条联结。

另一个用一个磁铁粘贴在高速盘前方，用扩展支架连接TD-Ｓ单元．这样连接对所设参数值Ａ与总装有很大区别，按机器默认原理提高测量准确性。

安装方式１具体见相关激光对中仪说明书！

按原理和计算方法来看，把两个TD单元离测量轴多高，或者两个TD单元之间值Ａ怎么变化，只要测量端Ｄ的值不变，测量结果不发生变化，通过把TD－Ｓ单元变化位置，来证明激光对中仪测量误差最小的连接方式。

（四）参数设置和具体测量

FixturlaserSystem系统认为联轴器连接方式为单膜片，而根据750KW机组对发电机与齿箱最佳保护选择为双膜片型号，与FixturlaserSystem系统不符，所以需要把联轴器一端按刚性链接来测量。根据齿箱和发电机两个轴端旋转扭矩判断，选择发电机方为刚性链接，即齿箱方为测量方。

根据750KW机组安装情况，由于安装高速闸，高速盘旋转角度约90度左右，而时钟法需要旋转180度，所以只能选择三点法（9点、3点、12点）。

测量精度显示设定0.1－0.01－0.001毫米，根据实际需要选择0.01mm。其余采样时间，需脚链接默认设置就可以，所以设置完测量方法和精度后按OK键

根据提示，把ID-Ｓ由于安装在高速盘前方，会避免A和D的值近乎相等，让设置参数A和D时产生100左右距离，增加测量准确性，根据链接方式，测得A约为600，B约为350，C为900，D约为500。

设置完参数后，调节蓝色钮将激光束对准标靶中心，进行测量。轻按记录图标，记录第一个读数。将轴转至下一个要测量的位置，至少应转30°，达到30°后屏幕上显示出记录图标。轻按记录图标记录读数。转动轴至第三个要测量的位置，轻按记录图标记录读数。这时机器对测量结果进行分析，分析结果显示数据为水平方向偏差，按显示垂直方向偏差，按以上方法多次（一般3次）测量，看平均值。

通过数据分析测量方法存在的问题

由于把发电机与联轴器端默认为刚性链接，根据推理也就是把ID-M单元连接地方越接近于齿箱端，数据所测值应该越好，也就是当把ID-M单元链接在联轴器中端，数值应好于链接在电机轴套上，因为忽略了电机端膜片连接处的误差，对此进行多次实验测量来分析默认理论是否正确。

根据测量数据发现，叶轮在进行正常运转后，所测量数值发生变化，由于电机与底板是用弹性支撑链接，在机器正常运转后，发电机进行些自动调节，让开口间隙和偏移量值更准确，这时电机同时对联轴器起个作用力，让联轴器双膜片进行写扭曲，参照运行二个月后用不同的链接方式所测，把ID-Ｍ单元链接在联轴器上没有使数值更好，由于电机处膜片作用，两组数值发生了相反的变化，数据结果证明默认为电机处为刚性链接是不对的。

而不默认电机处为刚性链接，无法对D值进行设置、测量，所以当设置发电机处为刚性连接时，忽略了一些误差的存在。为了发电机和齿箱的使用寿命延长，应在正常1500rpm时进行震动测量，查看对中状况。

5．具体操作时怎么让问题最小化

根据多次实践对中，总结几点操作中容易产生误差的地方

5.1尽量让ID-Ｓ在高速盘前面，如果条件允许，可以再加个链接器，让安装位置离所测端更远些，增加测量准确性。

5.2测量旋转高速盘时，只能和风机正常运转时方向一致，不允许来回旋转测量。

5.3用链条链接ID-Ｍ时，链条在轴套上链接尽量和端面平行，避免误差。

5.4ID-Ｍ与ID-Ｓ不允许互相换位置

5.5Ｄ值应该测到联轴器与齿箱端法兰中间．

6．结束语

发电机与齿箱是750kW机组中重要部件，联轴器是更好的完成功率的部件，本文通过对联轴器的作用和激光对中仪的使用，提供了更合理的对中方法，来提高750KW机组电机和齿箱的使用寿命。

参考文献

《Fixturlaser型激光对中仪说明书》

《联轴器设计选用指南》