本發明專利技術公開了一種天平式靜平衡裝置及其實現的水輪機轉輪靜平衡工藝，天平式靜平衡裝置，包括從上至下依次設置的過渡盤、天平刀口盤和底座，過渡盤與天平刀口盤為同心設置且兩者通過一豎直的轉軸鉸接，天平刀口盤的下表面設有凸棱，凸棱底端設有一條棱線，凸棱通過所述棱線與底座相接觸，在凸棱的兩側各設一壓力傳感器。水輪機轉輪靜平衡工藝，是利用天平式靜平衡裝置，將水輪機轉輪放置于定心環上，并通過轉動天平刀口盤轉至不同測量位置得到不同壓力傳感器讀數計算得出水輪機轉輪不平衡量大小和位置。本發明專利技術是克服現有技術的缺點，提供一種靈敏度高、結構簡單、操作方便、成本低廉、適用范圍廣的天平式靜平衡工裝及水輪機轉輪工藝。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于機電一體化檢測
，具體涉及一種天平式靜平衡裝置及水輪機轉輪靜平衡工藝。
技術介紹
水輪機的轉輪屬于大型旋轉部件，由于其內部結構復雜，在加工、裝配和檢修之后很難保證其質心正好在其旋轉軸線上。靜平衡工藝的目的就是找出其不平衡量的大小和位置，并通過添加或去除質量塊的方法減小或消除不平衡量，從而實現水輪機的安全穩定運行。申請號為200810045399. X的中國專利“水電機組傳動件底座球面靜壓裝置”和申請號為201110262941. 9的中國專利“水輪機轉輪三點稱重式靜平衡裝置及靜平衡工藝”是兩種目前較為先進的靜平衡工藝。前者利用靜壓油膜改善了球面支撐處的摩擦和點面接觸條件，使其能用于大噸位轉輪的靜平衡實驗。但這種平衡工藝工裝復雜、成本較高、平衡周期長。后者主要運用在三個大量程壓力傳感器稱量轉輪的重量，再根據靜力平衡原理求出轉輪配重的大小和位置。這種平衡工藝存在的不足在于三個壓力傳感器須承受轉輪的全部重量，當轉輪噸位較大時，必須采用大量程傳感器。而大量程傳感器的靈敏度較低，制約了靜平衡工藝精度的提高。另外，轉輪的起吊過程很難保證轉輪的旋轉軸線能精確地落在三個壓力傳感器分布圓的圓心處。
技術實現思路
本專利技術的目的是克服現有技術的缺點，提供一種靈敏度高、結構簡單、操作方便、成本低廉、適用范圍廣的天平式靜平衡工裝及水輪機轉輪工藝。為實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案一種天平式靜平衡裝置，包括從上至下依次設置的過渡盤、天平刀口盤和底座，過渡盤與天平刀口盤為同心設置且兩者通過一豎直的轉軸鉸接，天平刀口盤的下表面設有位于轉軸正下方的凸棱，凸棱底端設有一條水平延伸的棱線，凸棱通過所述棱線與底座相接觸，在凸棱的兩側各設一位于天平刀口盤與底座之間的壓力傳感器。所述過渡盤和天平刀口盤均為圓盤狀，棱線為天平刀口盤的直徑線，棱線兩側的凸棱形狀對稱，兩壓力傳感器也在棱線兩側對稱設置。所述底座的頂面為水平面，凸棱通過其棱線與底座頂面為線面接觸。所述過渡盤的上、下表面分別設有向上內收、向下內收的圓臺，所述圓臺與過渡盤同心設置，天平刀口盤的上表面設有環形凸出部分，凸出部分的內環面設有與過渡盤下表面圓臺錐面相適配的錐面；過渡盤上側設有定心環，定心環的內側面設有與過渡盤上表面圓臺錐面相適配的錐面。所述過渡盤下表面的圓臺側面周圈均布設置四個銷軸孔，天平刀口盤的凸出部分上對稱設有兩銷軸孔，過渡盤圓臺的銷軸孔與天平刀口盤凸出部分的銷軸孔位置相對應且兩者通過兩圓錐銷連接。所述定心環的上表面內外間隔設有兩圈環形凸起，外圈環形凸起裝配有調整螺釘，并且調整螺釘橫向向內穿出外圈環形凸起。所述定心環與過渡盤為可拆卸連接。過渡盤伸出天平刀口盤外圍的下側設有千斤頂。底座下側設有基座，底座與基座之間設有調節楔塊。水輪機轉輪靜平衡工藝，包括如下步驟(I)先設置上述的天平式靜平衡裝置，將水輪機轉輪的環形座放置于定心環的兩環形凸起之間，并通過調節調整螺釘使水輪機轉輪與定心環、過渡盤和天平刀口盤同心設置；水輪機轉輪以及天平式靜平衡裝置安裝定位好后，第一次記錄兩壓力傳感器的讀數，(2)然后在天平刀口盤相對過渡盤轉動180°的位置時，第二次記錄兩壓力傳感器讀數，(3)繼續在天平刀口盤相對過渡盤轉動90°的位置時，第三次記錄兩壓力傳感器讀數，(4)繼續在天平刀口盤相對過渡盤轉動180°的位置時，第四次記錄兩壓力傳感器讀數，(5)利用第一次至第四次記錄的兩壓力傳感器的讀數，計算水輪機轉輪不平衡量的大小和位置。本專利技術所述的天平式靜平衡裝置及其實現的水輪機轉輪靜平衡工藝，采用的天平刀口盤與底座的接觸結構屬于線面接觸，而傳統靜平衡工藝采用的鋼球鏡板式結構屬于點面接觸，線面接觸的承重能力強、接觸面積小，使該能適用于大噸位轉輪的靜平衡實驗。相比專利200810045399. X采用的靜壓油膜改善傳統的鋼球鏡板式靜平衡工藝的方法，該天平式靜平衡裝置的成本更低，采用兩個小量程傳感器相比專利201110262941. 9采用三個大量程傳感器的方法，該靜平衡工藝的靈敏度和精度更高。該平衡工藝采用機械定位方式，保證測量計算的坐標原點始終位于轉輪的旋轉軸上，確保了測量計算的有效性。附圖說明圖1是本專利技術的結構示意圖2是過渡盤的結構示意視圖3是天平刀口盤的結構示意圖。具體實施例方式實施例1:由圖1、圖2和圖3所示的一種天平式靜平衡裝置，包括從上至下依次設置的定心環19、過渡盤4、天平刀口盤10、底座7和基座11。定心環19、過渡盤4與天平刀口盤10三者為同心水平設置，即三者的垂直中心線重合。所述定心環19為圓環狀，過渡盤4和天平刀口盤10均為圓盤狀。所述過渡盤4的上、下表面分別設有向上內收、向下內收的圓臺，圓臺的中心線與過渡盤4中心線重合，圓臺與過渡盤4同心設置。由于定心環19設置于過渡盤4的上側，所以定心環19的內環面設有與過渡盤4上表面圓臺錐面相適配的錐面，這樣，過渡盤4與定心環19通過圓錐面緊密配合；天平刀口盤10的上表面設有環形凸出部分20，凸出部分20的內側面為與過渡盤4下表面圓臺錐面相適配的錐面，這樣，過渡盤4與天平刀口盤10也通過圓錐面緊密配合。過渡盤4和天平刀口盤10通過一豎直的轉軸17鉸接，轉軸17固設于天平刀口盤10上表面并與天平刀口盤10為一體式結構。過渡盤4設有用于穿插轉軸17的中心孔，中心孔為貫穿過渡盤4及其上、下表面的圓臺的階梯孔，轉軸17插入中心孔內并與過渡盤4之間設置向心推力軸承16，向心推力軸承16上側的轉軸17上裝配有定位螺母18，向心推力軸承16以及定位螺母18均位于階梯孔的上側擴口內。轉軸17的軸線與定心環19、過渡盤4和天平刀口盤10三者的垂直中心線重合，并且轉軸17的軸線為天平刀口盤10的回轉中心線。天平刀口盤10的下表面設有位于轉軸17正下方的凸棱9，凸棱9底端設有一條水平延伸的棱線8，凸棱9截面為倒置的等腰三角形，棱線8由該等腰三角形倒置的頂角形成，棱線8為天平刀口盤10的直徑線，棱線8兩側的凸棱9形狀對稱。凸棱9通過所述棱線8與底座7相接觸，所述底座7的頂面為水平面，凸棱9通過其棱線8與底座7頂面為線面接觸。在凸棱9的兩側各設一位于天平刀口盤10與底座7之間的壓力傳感器13，并且兩壓力傳感器13也在棱線8兩側對稱設置，壓力傳感器13固設于天平刀口盤10下表面，兩壓力傳感器13為同型號的小量程壓力傳感器。所述過渡盤4下表面的圓臺側面周圈均布設置四個銷軸孔21，天平刀口盤10的凸出部分20上對稱設有兩銷軸孔22，同時過渡盤4的四個銷軸孔21也為環繞轉軸17均布設置，相鄰兩銷軸孔22環繞轉軸17軸線的夾角為90° ;天平刀口盤10的兩銷軸孔22也為環繞轉軸17軸線對稱設置。過渡盤4圓臺的銷軸孔與天平刀口盤10凸出部分20的銷軸孔位置相對應且過渡盤4圓臺和天平刀口盤10通過兩橫置的圓錐銷14連接。天平刀口盤10可相對過渡盤4轉動，當轉動至所需測量位置后，將兩圓錐銷14打入天平刀口盤10的兩銷軸孔22和相匹配的過渡盤4的兩銷軸孔22，以固定天平刀口盤10與過渡盤4的相對位置、起到精確定位的作用，測量后拔出兩圓錐銷14繼續轉動天平刀口盤10至另一所需測量位置，再次打入兩圓錐銷14定位，由于過渡盤4設置有四個銷軸孔21、天平刀口盤10設置兩本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種天平式靜平衡裝置，其特征在于：包括從上至下依次設置的過渡盤、天平刀口盤和底座，過渡盤與天平刀口盤為同心設置且兩者通過一豎直的轉軸鉸接，天平刀口盤的下表面設有位于轉軸正下方的凸棱，凸棱底端設有一條水平延伸的棱線，凸棱通過所述棱線與底座相接觸，在凸棱的兩側各設一位于天平刀口盤與底座之間的壓力傳感器。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：郝用興，侯艷君，張太萍，劉亞輝，胡冬松，
申請(專利權)人：華北水利水電學院，
類型：發明
國別省市：
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