安志香

(哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司，黑龍江哈爾濱　150040)

動平衡測振支架的優(yōu)化設(shè)計

安志香

(哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司，黑龍江哈爾濱150040)

摘要：在風(fēng)力影響嚴(yán)重，無處生根的苛刻條件下，完成對測振裝置的夾持和固定，保證轉(zhuǎn)子裝配動平衡試驗的順利進(jìn)行，還具有通用性；通過對原有測振支架的缺陷分析，確定改進(jìn)措施，完成優(yōu)化設(shè)計，為今后相關(guān)項目的設(shè)計積累了經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：擋油蓋；連接板；左右支架；流線形；渦流；振動

0引言

汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子裝配必須做動平衡試驗，在動平衡間進(jìn)行。做動平衡試驗聯(lián)軸器處需要進(jìn)行測振，支架用來固定測振探頭，連線，通過感應(yīng)來測量相關(guān)數(shù)據(jù)。

1測振支架的技術(shù)難度

支架以軸承座上半頂部平臺為基準(zhǔn)把合在上半兩吊攀孔上。支架支臂懸伸1 490 mm，在下垂把合一個立板， 立板下端把合測振裝置。大軸高速旋轉(zhuǎn)，連軸承座振動都很嚴(yán)重，支架隨之振動，支架自身剛性難于保證，風(fēng)力非常大，致使測振裝置振顫。 要求設(shè)計通用性強(qiáng) ，滿足4個產(chǎn)品軸不同軸徑，不同軸向距離的需要。

2原有測振支架的缺陷分析

測振支架原有結(jié)構(gòu)如圖1所示。立板受強(qiáng)風(fēng)力吹動，就象一塊擋風(fēng)板。立板為10 mm×120 mm×760 mm硬鋁板，材料選擇不合理，自身剛性不好，迎風(fēng)面寬度120 mm尺寸偏大，寬度越大，面積越大，受風(fēng)力影響越大，自然引起振顫。

支板下端與徑軸之間距離過小，當(dāng)轉(zhuǎn)子軸高速旋轉(zhuǎn)時，整個動平衡間風(fēng)力很大，約有5～6級，而在軸徑與工具接近處風(fēng)力更大，形成渦流，引起測振裝置振顫。

支板與立板之間呈直角形態(tài)，而非三角形，自身

1.墊塊；2.底板；3.過渡塊；4.支板；5.立板；6.連接板圖1　測振支架原有結(jié)構(gòu)示意圖

缺少穩(wěn)定性。

由于結(jié)構(gòu)不合理，選材不得當(dāng)，導(dǎo)致整體剛性差，在風(fēng)力強(qiáng)烈作用下，立板振動嚴(yán)重，致使夾持的測振裝置被搖碎，無法完成轉(zhuǎn)子裝配動平衡試驗；同時把合位置只能微調(diào)，不能大范圍調(diào)節(jié)，不能滿足不同產(chǎn)品尺寸的需要，缺少通用性。

為此必須對測振支架進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，合理選材，改進(jìn)結(jié)構(gòu)和尺寸，尤其改進(jìn)支板下端結(jié)構(gòu)及加大與軸徑距離，增加拉筋，加強(qiáng)整體強(qiáng)度獲得良好的剛性；在立板和支板上各增加一組腰形把合孔，實現(xiàn)軸向和徑向調(diào)節(jié)，使測振支架具有通用性。

3改進(jìn)措施

支架固定在軸承座上端孔上，懸臂伸支板，下垂立板，用于通過一個絕緣件把合測振裝置，測振裝置下端徑向垂直于軸中心線，并高出軸徑1～2 mm。支板上有橫向腰孔調(diào)節(jié)軸向距離，立板上有豎直方向腰孔，調(diào)節(jié)徑向距離，滿足4個產(chǎn)品軸不同軸徑，不同軸向距離需要。

1)軸高速旋轉(zhuǎn)時，整個動平衡間風(fēng)力很大，約有5～6級，而在軸徑與工具接近處風(fēng)力更大，立板受強(qiáng)風(fēng)力吹動，就象一塊擋風(fēng)板，自身強(qiáng)度不好，或者尺寸偏大，自然引起振顫。因此立板材料由10 mm厚、寬度120 mm的硬鋁板2A12改為槽鋼，型號為100 mm×48 mm×5.3 mm槽鋼Q235，其強(qiáng)度和剛性比鋼板和鋁板都好，還比較輕便。寬度由120 mm變?yōu)?00 mm，尺寸盡可能小，又使立板下端離開軸徑120 mm，既減小受強(qiáng)風(fēng)力影響，又避免形成渦流。

2)立板下端增加焊塊6和把合塊7，尺寸盡量窄小，做出大倒角，呈流線形，讓風(fēng)流過，不形成渦流。

3)加強(qiáng)支架強(qiáng)度。原結(jié)構(gòu)除了擋油蓋，就是一個光禿禿大軸，沒什么可利用的，只好利用擋油蓋上拆下4個M10螺栓，把合一個過渡板，作為右支架和左支架的生根板。右支架和左支架的直臂夾抱住立板下端，再用2個M16螺栓把緊。 立板定住了，測振裝置自然紋絲不動。如果夾持位置放到支板上，離測振裝置遠(yuǎn)，還會振顫。 夾持位置不同，加強(qiáng)效果大不相同。

4轉(zhuǎn)子測振支架的優(yōu)化設(shè)計

優(yōu)化設(shè)計后的裝配結(jié)構(gòu)如圖2所示，主要由10部分組成。

1.墊塊;2.底板;3.過渡塊;4.支板;5.立板;6.焊塊;7.把合塊;8.連接板;9.右支架;10.左支架 圖2　優(yōu)化結(jié)構(gòu)的測振支架示意圖

1)墊塊結(jié)構(gòu)如圖3所示，用于墊起并支撐底板2，使底板下平面高于軸承座頂部，2件等高，為減輕重量，中間70段直徑小于兩端。

圖3　墊塊結(jié)構(gòu)

2)底板如圖4所示，兩端通過2×M48螺栓與軸承座把合成一體，中間有3×M24孔，用于把合過渡塊。

3)過渡塊如圖5所示，結(jié)構(gòu)呈矩形，平面上3×φ26孔用于把合底板，垂直面上的6×φ22孔，用于把合支板。

4)支板如圖6所示，選用材料硬鋁槽鋼，型號為140 mm×80 mm×6 mm槽鋼2A12，強(qiáng)度高又輕便；左側(cè)開有4 mm×22 mm較長的腰形孔， 用于把合過渡塊，調(diào)節(jié)軸向距離；右側(cè)的開有4 mm×18 mm的腰形孔用于把合過渡塊立板。并使立板實現(xiàn)軸向微調(diào)。

圖4　底板結(jié)構(gòu)

圖5　過渡塊結(jié)構(gòu)

圖6　支板結(jié)構(gòu)

5)立板如圖7所示，材料選用槽鋼，型號為100 mm×48 mm×5.3 mm槽鋼Q235，其強(qiáng)度和剛性比鋼板和鋁板都好，還比鋼板輕便。 其上端有4 mm×18 mm的長腰形孔， 用于把合支板，并實現(xiàn)豎直方向調(diào)節(jié)，滿足不同軸徑的要求。

圖7　立板結(jié)構(gòu)

6)焊塊如圖8所示，用36厚鋼板Q235加工而成，呈L形，其缺口與立板下端靠齊，并焊接牢。 焊塊的下平面有2×M10螺孔， 用于把合把合板。 側(cè)面開有大的倒角，迎風(fēng)一側(cè)尖尖的， 呈流線形，讓風(fēng)流過，減少受風(fēng)力作用。

圖8　焊塊結(jié)構(gòu)

7)把合塊如圖9所示， 材料選用尼龍，起絕緣作用，其上有3×φ12孔，2個用于把緊把合板，1個用于裝配測振陣子。其結(jié)構(gòu)特點是側(cè)面和一端開有大的倒角，上寬下狹一側(cè)尖， 呈流線形，讓風(fēng)流過，不形成渦流。

8)連接板如圖10所示，從擋油蓋上拆下4×M10螺栓，R650節(jié)圓上分布4×φ14孔用于把緊擋油蓋，使連接板與擋油蓋形成為一體;圓弧R628是為了讓開擋油蓋凸起的斜坡，兩側(cè)各有4×M20通孔， 分別用于把合左、右支架， 使左、右支架生根。

9)右支架、左支架如圖11和12所示，底腳分別與連接板把緊，直臂上各有4×φ20孔， 右支架和左支架的直臂夾抱住立板下端，再用2×M16螺栓

圖9　把合塊結(jié)構(gòu)

圖10　連接板結(jié)構(gòu)

圖11　右支架結(jié)構(gòu)

圖12　左支架結(jié)構(gòu)

把緊，當(dāng)立板需要軸向移動時，可通過竄動2×M16把緊螺栓的位置實現(xiàn)。

5結(jié)語

優(yōu)化后的測振支架結(jié)構(gòu)選材合理，可以避免渦流的形成，減小風(fēng)力影響，擋油蓋處的左右立體支架結(jié)構(gòu)，有效地加強(qiáng)了整體的強(qiáng)度，提高了整體剛性，構(gòu)思獨特巧妙，連接簡捷緊湊。在風(fēng)力影響嚴(yán)重，無處生根的苛刻條件下，完成對測振裝置的加持和固定，保證轉(zhuǎn)子裝配動平衡試驗的順利進(jìn)行。

該測振支架，已在60萬、GE燃機(jī)390H、核電半速1 250級汽輪發(fā)電機(jī)組的動平衡試驗過程中得以應(yīng)用，滿足動平衡試驗精度要求，達(dá)到了預(yù)其效果，得到認(rèn)可。

該測振支架具有一定的通用性，通過調(diào)節(jié)支板和立板的位置，來滿足轉(zhuǎn)子軸不同軸徑，不同軸向距離需要，從而降低工裝費用，獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

作者簡介：

安志香，女，1965年生，高級工程師，東北林業(yè)大學(xué)林業(yè)機(jī)械專業(yè)畢業(yè)，哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司工裝分廠高級工程師，從事工裝工藝裝備設(shè)計工作。