Устройство для измерения угла наклона валов гидроагрегатов

Авторы патента:

G01B5/24 - для измерения углов; для проверки соосности

Владельцы патента RU 2569945:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта Российской академии наук (ИФЗ РАН) (RU)

Устройство для измерения угла наклона валов гидроагрегатов относится к области гидроэнергетики и может быть использовано для контроля уклона вала гидроагрегатов (ГА) зонтичного типа во время монтажа и ремонтных работ. Устройство для измерения угла наклона валов гидроагрегатов состоит из несущей рамы 1 с тремя опорными регулируемыми ножками 2 и двумя регулировочными винтами 3, установленного на несущей раме 1 датчика угла наклона 4, расположенного между несущей рамой 1 и валом 5 гидроагрегата, блока фиксации и прижима 6, закрепленного на несущей раме 1 и установленного над датчиком угла наклона 4 пузырькового уровня 7. Технический результат - повышение точности измерения угла наклона валов гидроагрегатов за счет строгой фиксации прижима датчика угла наклона к разным частям поверхности вала и исключения наклона устройства в плоскости, перпендикулярной поверхности вала, а также уменьшение времени измерения и повышение достоверность измерения. 3 ил.

Изобретение относится к области гидроэнергетики и может быть использовано для контроля уклона валов гидроагрегатов (ГА) зонтичного типа во время монтажа и ремонтных работ.

Известно устройство для измерения угла наклона валов гидроагрегатов, включающее хомут, закрепленный на валу, угольник с микрометрическим уровнем и стяжным тросом для прижатия угольника к вертикальной поверхности вала (Инструкция по центровке вертикальных гидроагрегатов. РД 34.31.601. 25.09.1986. п. 3.2.1).

Недостатком данного устройства является низкая точность измерения угла наклона валов гидроагрегатов из-за разного прижатия угольника стяжным тросом к поверхности вала и перекоса микрометрического уровня в горизонтальной плоскости.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для измерения угла наклона валов гидроагрегатов, включающее хомут, закрепленный на валу, и маятниковый электроизмеритель, установленный на хомут (Инструкция по центровке вертикальных гидроагрегатов. РД 34.31.601. 25.09.1986. п. 3.2.2).

Недостатком данного устройства является низкая точность измерения угла наклона валов гидроагрегатов из-за невозможности строго фиксированного прижима маятникового электроизмерителя к разным частям поверхности вала при обходе по окружности вала и невозможности держать устройство горизонтально в плоскости, перпендикулярной поверхности вала.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения эффективности измерения угла наклона валов гидроагрегатов. Техническим результатом является повышение точности измерения угла наклона валов гидроагрегатов за счет строго фиксированного прижима датчика угла наклона к разным частям поверхности вала и исключения наклона устройства в плоскости, перпендикулярной поверхности вала, а также уменьшение времени измерения и повышения достоверности измерения.

Технический результат достигается в устройстве для измерения угла наклона валов гидроагрегатов, включающем несущую раму с тремя опорными регулируемыми ножками и двумя регулировочными винтами, установленный на несущей раме датчик угла наклона, ось чувствительности которого перпендикулярна несущей раме, расположенный между несущей рамой и валом гидроагрегата, блок фиксации и прижима, выполненный в виде трех шарнирно соединенных пластин, при этом центральная пластина установлена параллельно несущей раме, два прижимных магнита, один из которых закреплен на центральной пластине с ее внутренней стороны, а другой - на несущей раме напротив первого прижимного магнита с возможностью взаимодействия с ним, фиксирующие магниты, установленные на внешней стороне боковых пластин блока фиксации и прижима, два упора, закрепленных на внутренней стороне боковых пластин блока фиксации и прижима, закрепленный на несущей раме и установленный над датчиком угла наклона пузырьковый уровень, ось чувствительности которого перпендикулярна оси чувствительности датчика угла наклона, регулируемые упорные пальцы, установленные на концах боковых пластин с внешней их стороны, при этом регулировочные винты установлены с возможностью касания упоров.

Отличительными признаками предлагаемого устройства являются блок фиксации и прижима, пузырьковый уровень и несущая рама.

Блок фиксации и прижима позволяет выставить датчик угла наклона с фиксированным прижатием к поверхности вала. Вал гидроагрегата имеет неровную поверхность (выемки, дефекты обработки, дефекты покраски и т.п.). Предложенное выполнение блока фиксации и прижима обеспечивает одно и тоже прижимное усилие датчика угла наклона во всех точках измерения при обходе по окружности вала. Выполнение блока фиксации и прижима в виде трех шарнирно соединенных пластин, центральная пластина которого установлена параллельно несущей раме, позволяет фиксировать прижим при любом диаметре вала. Прижимные магниты прижимают несущую раму к поверхности вала, а фиксирующие магниты удерживают блок фиксации и прижима на поверхности вала. Пузырьковый уровень позволяет контролировать и выставлять горизонтальное положение датчика угла наклона в плоскости, перпендикулярной поверхности вала. Несущая рама позволяет держать оси чувствительности датчика угла наклона и пузырькового уровня взаимоперпендикулярными.

Устройство для измерения угла наклона валов гидроагрегатов поясняется чертежами, где фиг. 1 - общий вид устройства, на фиг. 2 - вид спереди, на фиг. 3 - крепление магнитов.

Устройство для измерения угла наклона валов гидроагрегатов состоит из несущей рамы 1 с тремя опорными регулируемыми ножками 2 и двумя регулировочными винтами 3, установленного на несущей раме 1 датчика угла наклона 4, расположенного между несущей рамой 1 и валом 5 гидроагрегата, блока фиксации и прижима 6, закрепленного на несущей раме 1 и установленного над датчиком угла наклона 4 пузырькового уровня 7. Ось чувствительности датчика угла наклона 4 перпендикулярна несущей раме 1. Блок фиксации и прижима 6 выполнен в виде трех шарнирно соединенных пластин: центральной пластины 8 и боковых пластин 9. Пластины 8 и 9 соединены между собой с помощью шарниров-зажимов 10. Центральная пластина 8 блока 6 установлена параллельно несущей раме 1. На центральной пластине 8 с ее внутренней стороны закреплен первый прижимной магнит 11, а другой прижимной магнит 12 - на несущей раме 1 напротив первого прижимного магнита 11 с возможностью взаимодействия с ним. Зазор между прижимными магнитами 11 и 12 устанавливается опорными регулировочными винтами 13. На внешней стороне боковых пластин 9 блока фиксации и прижима 6 закреплены фиксирующие магниты 14 с помощью зажимных винтов 15. На внутренней стороне боковых пластин 9 блока фиксации и прижима 6 закреплены два упора 16. Ось чувствительности пузырькового уровня 7 перпендикулярна оси чувствительности датчика угла наклона 4. На концах боковых пластин 9 с внешней их стороны установлены регулируемые упорные пальцы 17. Регулировочные винты 3 установлены с возможностью касания упоров 16.

Устройство для измерения угла наклона валов гидроагрегатов работает следующим образом.

Перед началом проведения измерений в соответствии с диаметром обследуемого вала 5 гидроагрегата настраиваются фиксирующие 14 и прижимные магниты 11 и 12. Настройка фиксирующих магнитов 14 проводится следующим образом: а) выставляется длина регулируемых упорных пальцев 17, установленных на внешних углах боковых пластин 9, б) ослабляются шарниры - зажимы 10 и выставляется необходимый угол раскрытия между центральной пластиной 8 и боковыми пластинами 9, и они прислоняются к обследуемому валу 5, в) с помощью опорных регулировочных винтов 13 выставляется необходимый зазор (обычно 0,5÷1 мм) между фиксирующими магнитами 14 и обследуемым валом 5, обеспечивающий надежную фиксацию устройства на обследуемом валу 5. Фиксирующие магниты 14 закрепляются в этом положении зажимными винтами 15. Настройка прижимных магнитов 11 и 12 также проводится с помощью опорных регулировочных винтов 13. Зазор между двумя прижимными магнитами 11 и 12 должен обеспечивать необходимое и постоянное во время проведения измерений усилие прижима устройства к обследуемому валу 5 и легкую выставку устройства в рабочее положение. После настроек фиксирующих 14 и прижимных 11 и 12 магнитов устройство устанавливается в точке измерения на обследуемом валу 5 так, чтобы регулировочные винты 3, расположенные на несущей рамы 1, касались упоров 16, расположенных на боковых пластинах 9, а опорные регулируемые ножки 2 касались самого вала 5. Вращением регулировочных винтов 3 выставляются две опорные регулируемые ножки 2. Контроль за выставкой устройства в рабочее положение осуществляется с помощью пузырькового уровня 7: в рабочем положении устройства пузырьковый уровень 7 будет находиться в нулевом положении. При наклоне устройства для измерения угла наклона валов гидроагрегатов перемещение датчика угла наклона 4, пропорциональное угловому отклонению, преобразуется в изменение выходного сигнала, который по кабелю передается на регистратор информации (не показан), где записывается в память для последующей обработки. Устройство для измерения угла наклона валов гидроагрегатов измеряет составляющую угла наклона вала 5 в вертикальной плоскости, проходящей через точку измерения и вертикаль в центре сечения вала, поэтому для определения уклона вала 5 недостаточно одной точки измерения. Так как проекция вектора наклона вала 5 на эту вертикальную плоскость при обходе вокруг вала 5 изменяется по синусоидальному закону, то для определения наклона вала 5 с необходимой точностью нужно произвести измерения не менее чем в 8 точках, расположенных равномерно по окружности вала 5. Информация записывается на регистратор информации. Затем устройство для измерения угла наклона валов гидроагрегатов переставляется на следующую точку измерения. Исходные данные в каждой точке измерения усредняются. Затем по этим данным строится полученная синусоида. Так как синусоида искажена дефектами вала 5 в местах измерений, то используя, например, метод наименьших квадратов, строится синусоида, аппроксимирующая полученную синусоиду, по величине амплитуды которой определяется угол наклона вала, а по положению max и min синусоиды - направление наклона вала.

Предлагаемое устройство для измерения угла наклона валов гидроагрегатов повышает точность и достоверность измерения, уменьшает время измерения при любых видах профилактических работ. Точность выставки вала гидроагрегата по вертикали существенно влияет на износ турбинного и генераторного подшипников гидроагрегата, на износ зеркального диска подпятника и его опорных сегментов, а также на увеличение кпд гидроагрегата.

Устройство для измерения угла наклона валов гидроагрегатов, включающее несущую раму с тремя опорными регулируемыми ножками и двумя регулировочными винтами, установленный на несущей раме датчик угла наклона, ось чувствительности которого перпендикулярна несущей раме, расположенный между несущей рамой и валом гидроагрегата блок фиксации и прижима, выполненный в виде трех шарнирно соединенных пластин, при этом центральная пластина установлена параллельно несущей раме, два прижимных магнита, один из которых закреплен на центральной пластине с ее внутренней стороны, а другой - на несущей раме напротив первого прижимного магнита с возможностью взаимодействия с ним, фиксирующие магниты, установленные на внешней стороне боковых пластин блока фиксации и прижима, два упора, закрепленных на внутренней стороне боковых пластин блока фиксации и прижима, закрепленный на несущей раме и установленный над датчиком угла наклона пузырьковый уровень, ось чувствительности которого перпендикулярна оси чувствительности датчика угла наклона, регулируемые упорные пальцы, установленные на концах боковых пластин с внешней их стороны, при этом регулировочные винты установлены с возможностью касания упоров.

Изобретение может быть использовано для контроля параметров шпоночных пазов на валах. Согласно изобретению измерение проводят на двух уровнях по глубине паза, при этом измерительную поверхность устройства размещают в измеряемом пазу, после чего отсчетное устройство жестко связывают с корпусом в направлении измерения, производят встречное круговое смещение корпуса и вала, обеспечивая совмещение середины ширины паза с базовой плоскостью корпуса, и устанавливают ноль на индикаторе, затем освобождают измерительную поверхность от контакта с боковыми поверхностями паза, размещают измерительную поверхность на уровне, близком к дну проверяемого паза, освобождают отсчетное устройство от жесткой связи с корпусом в направлении измерения, вводят его измерительную поверхность в плотный контакт со стенками измеряемого паза, обеспечивая смещение отсчетного устройства относительно корпуса на величину отклонения симметричности, которую регистрируют по показанию индикатора, а для определения параллельности плоскости симметрии паза к оси вала корпус измерительного приспособления сдвигают по валу на рабочую длину паза и повторяют измерение определения симметричности, а отклонение параллельности плоскости симметрии определяют или как разность показаний индикатора с одинаковым знаком, или как сумму показаний с разными знаками.

Способ измерения осевого биения рабочего органа станка // 2564774

Изобретение относится к области станкостроения и может быть использовано при проверке станков по нормам точности. Для измерения осевого биения рабочего органа станка на торцовую поверхность рабочего органа устанавливают коленчатую оправку с возможностью поворота относительно этой поверхности на угол 180° в любом положении рабочего органа, при этом на другой конец коленчатой оправки устанавливают измерительный прибор, который настраивают относительно концевой меры длины на нулевое значение в первоначальной точке измерения.

Устройство для ограничения разворота корпуса преобразователя вращения в код // 2560743

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для ограничения разворота корпуса преобразователя круговых вращений вала в код при его контроле или использовании в станках и приборах.

Устройство для измерения параметров паза, не сопряженного с отверстием детали // 2559169

Изобретение относится к измерительной технике, в частности для измерения ширины и отклонения расположения паза относительно оси не сопряженного с ним отверстия. Устройство содержит наклонный корпус с двумя центрирующими пальцами, шток, установленный в наклонном корпусе с возможностью поступательного движения и возвратно-поворотных движений вокруг своей продольной оси, измерительный щуп, жестко закрепленный на штоке, установочную призму с рабочими поверхностями, закрепленную на наклонном корпусе и расположенную своей биссекторной плоскостью перпендикулярно к линии, соединяющей центры поперечных сечений центрирующих пальцев, и равноудалено от упомянутых центров, и отсчетный узел, установленный на наклонном корпусе с возможностью взаимодействия своим измерительным наконечником со штоком.

Устройство для ограничения поворота статора цифрового преобразователя круговых перемещений // 2557678

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для ограничения разворота статора цифрового преобразователя круговых перемещений при его контроле или использовании в станках и приборах.

Способ подготовки шихты порошковой проволоки и устройство для определения угла естественного откоса порошковых материалов // 2528564

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к изготовлению сварочной порошковой проволоки. Может использоваться при производстве любых видов порошковых проволок.

Устройство для определения углового положения поворотной направляющей лопатки компрессора // 2518721

Изобретение касается устройства для определения углового положения установленной в компрессоре поворотной вокруг своей продольной оси направляющей лопатки компрессора, для которой предусмотрена синхронно вращающаяся с ней гладкая измерительная поверхность.

Способ измерения несоосности валов // 2500981

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в машиностроении. Сущность способа заключается в том, что измеритель, например штангенциркуль, измерительными ножками устанавливают на одни поверхности валов (или вала-отверстия), затем переставляют штангенциркуль измерительными ножками на противоположные поверхности (стороны) валов (или вала-отверстия) и алгебраически суммируют известным методом первые показания измерителя со вторыми показаниями, после чего получают удвоенную величину несоосности.

Способ измерения параметров паза на торце вала // 2496097

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам измерения ширины и отклонения расположения паза, выполненного на торце вала. Корпус с отсчетной головкой и двумя установочными пальцами устанавливают на торец вала, размещая упомянутые пальцы в измеряемом пазу и обеспечивая контакт измерительного щупа с наружной цилиндрической поверхностью в первой ее точке.

Способ выверки оси длинномерного изделия и устройство для его реализации // 2493541

Группа изобретений относится к способам и устройствам для установки заданного взаимного положения стволов и визирных каналов наведения этих стволов. Сущность: наводят базовую ось на первую метку с помощью первого визирного устройства и фиксируют ее в пространстве.

Устройство для измерения параметров паза на торце вала // 2610822

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения ширины и отклонения от симметричности паза, выполненного на торце вала. Технический результат достигается тем, что устройство для измерения параметров паза на торце вала содержит корпус с двумя установочными пальцами и отсчетный узел с измерительным стержнем, ось которого расположена перпендикулярно к линии, соединяющей центры поперечных сечений установочных пальцев, причем установочные пальцы выполнены и размещены с возможностью касания с боковыми поверхностями измеряемого паза, а отсчетный узел, оснащенный измерительным наконечником, закреплен в корпусе с возможностью касания закрепленного на измерительном стержне измерительного наконечника с наружной цилиндрической поверхностью вала. Согласно изобретению, измерительный наконечник выполнен цилиндрическим с расположением своей оси параллельно линии, соединяющей центры поперечных сечений установочных пальцев. Задачей и техническим результатом изобретения является разработка устройства для измерения ширины и отклонения от симметричности паза, выполненного на торце вала. 2 ил.

Способ определения угла контакта в шариковом подшипнике // 2628736

Изобретение относится к разрушающему контролю и может быть использовано для определения точек контакта шарика с дорожками качения колец шарикоподшипника и последующему вычислению угла контакта шарикоподшипника. Способ включает определение точки касания шарика с контактной поверхностью дорожек качения и вычисление угла контакта шарикоподшипника по результатам измерения. Точки контакта шариков с дорожками качения определяют путем создания осевой нагрузки на подшипник, при которой на дорожках качения остается остаточная деформация от контакта с шариками. Затем замеряют диаметр расположения отпечатков шариков на каждом из колец и вычисляют угол контакта по формуле. Техническим результатом является повышение точности измерения угла контакта. 2 ил., 2 табл.