大型水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪靜平衡測(cè)試

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1、《東方電機(jī)))2010年第2期3l大型水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪靜平衡測(cè)試厲倩黃曉軍摘要本文介紹了水輪赦．轉(zhuǎn)輪靜平衡的測(cè)試方法，電阻式應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)、基本原理和粘貼方法。關(guān)鍵詞水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪靜平衡測(cè)試電阻式應(yīng)變片1引言常用的電阻式應(yīng)變片，它是由電阻絲柵、紙基及引線(xiàn)組成。電阻絲柵用絕緣膠水貼在上下紙基加工后的轉(zhuǎn)輪由于質(zhì)量分布不均勻使得轉(zhuǎn)輪之間，引線(xiàn)焊在絲柵的兩端圖l所示)。質(zhì)量不平衡，轉(zhuǎn)輪重心與軸心會(huì)產(chǎn)生一個(gè)偏心距，電阻絲櫥當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于失衡質(zhì)量離心慣性力的作用，主軸將產(chǎn)生彎曲變形。軸變形越大，振動(dòng)也越嚴(yán)重。因此在制造時(shí)，要進(jìn)行轉(zhuǎn)輪的靜平衡試驗(yàn)，使不平衡重量盡可能小，從根本上

2、消除由于轉(zhuǎn)輪質(zhì)量不平衡造成的振動(dòng)。2轉(zhuǎn)輪靜平衡測(cè)試方法圖1電阻式應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)圖大型水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪靜平衡的首選測(cè)試方法．應(yīng)力3．2電阻式應(yīng)變片的工作原理棒法，應(yīng)力棒法轉(zhuǎn)輪靜平衡(測(cè)桿應(yīng)變片法轉(zhuǎn)輪靜吸附在基體材料上的應(yīng)變電阻隨機(jī)械形變而平衡)是目前世界上先進(jìn)的靜平衡技術(shù)，它利用應(yīng)產(chǎn)生阻值變化的現(xiàn)象，俗稱(chēng)為電阻應(yīng)變效應(yīng)。金屬力棒穩(wěn)定的基本原理，通過(guò)應(yīng)力棒內(nèi)應(yīng)力的變化，導(dǎo)體的電阻值可用下式表示：將力學(xué)量轉(zhuǎn)換成電量。當(dāng)應(yīng)力棒受力變形時(shí)，緊貼=導(dǎo)的電阻應(yīng)變片的電阻也隨之發(fā)生改變，電阻變化量式中P_金屬導(dǎo)體的電阻率，Q-cm2／m由應(yīng)變儀測(cè)出，進(jìn)而得到所測(cè)部位的應(yīng)變，由此來(lái)

3、．卜導(dǎo)體的截面積，cm確定轉(zhuǎn)輪的不平衡力矩與方位。該平衡工藝具有上——導(dǎo)體的長(zhǎng)度，m原理新穎、平衡精度高、操作簡(jiǎn)便的特點(diǎn)，可在各種當(dāng)金屬絲受外力作用時(shí)，其長(zhǎng)度和截面積都會(huì)復(fù)雜的環(huán)境下對(duì)實(shí)際結(jié)構(gòu)進(jìn)行非破壞性測(cè)量，可適發(fā)生變化，從上式中可很容易看出，其電阻值即會(huì)用于不同類(lèi)型、不同尺寸、不同重量的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪。發(fā)生改變，假如金屬絲受外力作用而伸長(zhǎng)時(shí)，其長(zhǎng)電阻應(yīng)變片是核心部件，應(yīng)變時(shí)應(yīng)變片本身的質(zhì)量度增加，而截面積減少，電阻值便會(huì)增大。當(dāng)金屬和粘貼質(zhì)量的好壞對(duì)測(cè)量結(jié)果影響很大，它關(guān)系到絲受外力作用而壓縮時(shí)，長(zhǎng)度減小而截面增加，電整個(gè)靜平衡的測(cè)試結(jié)果是否有效。阻值則會(huì)

4、減小。只要測(cè)出電阻的變化(通常是測(cè)量電阻兩端的電壓)，即可獲得應(yīng)變金屬絲的應(yīng)變。3電阻式應(yīng)變片電阻式應(yīng)變片電阻值選350Q，在應(yīng)變片靈敏數(shù)K相同的一批應(yīng)變片中，要保證電阻應(yīng)變片本3．1電阻式應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)身的電阻值的穩(wěn)定。3．3應(yīng)力棒表面的處理來(lái)稿時(shí)間：2009—12應(yīng)力棒測(cè)點(diǎn)基底平整、清潔、干燥，使應(yīng)變片能32《東方電機(jī))~2OlO年第2期夠牢固地粘貼到應(yīng)力棒上，不脫落，不翹曲，不含氣泡，用粗砂紙將應(yīng)力棒上貼片位置的油污、銹跡、加工劃痕除去，再用細(xì)砂紙打磨成45。交叉紋，之后用丙酮棉球?qū)①N片處擦洗干凈(見(jiàn)圖2所示)。應(yīng)力圖2應(yīng)力棒應(yīng)變片粘貼處表面示意圖3．

5、4應(yīng)力片的粘貼應(yīng)變片粘貼的位置及方向?qū)?yīng)變測(cè)量的影響非常大，因?yàn)椴煌恢貌煌较虻膽?yīng)變是不同，應(yīng)圖4應(yīng)力棒應(yīng)變片粘貼示意圖變片必須準(zhǔn)確地粘貼在應(yīng)力棒的應(yīng)變測(cè)點(diǎn)上，首先要保證應(yīng)變片與應(yīng)力棒共同產(chǎn)生變形，其次，應(yīng)變轉(zhuǎn)輪的任何不平衡重與方位是通過(guò)貼在應(yīng)力片必須牢固地粘貼在應(yīng)力棒的被測(cè)點(diǎn)上。棒上的電阻應(yīng)變片通過(guò)應(yīng)變儀顯示出來(lái)的。為此，先在應(yīng)力棒的徑向上畫(huà)一條環(huán)狀等分線(xiàn)，再沿應(yīng)變片的布置應(yīng)能顯示應(yīng)力棒互成90。位置的應(yīng)軸向方向劃90。的四條等分線(xiàn)；兩線(xiàn)相交成．四個(gè)十變值，使在確定不平衡重時(shí)可不考慮其方向，同時(shí)字線(xiàn)(一根長(zhǎng)，一根短)，十字線(xiàn)的交叉點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)測(cè)點(diǎn)消除轉(zhuǎn)輪重量

6、的影響。為滿(mǎn)足上述要求，在應(yīng)力棒位置，較長(zhǎng)的一根線(xiàn)要與應(yīng)變測(cè)量方向一致(見(jiàn)圖正反方向180。貼兩個(gè)應(yīng)變片，另兩個(gè)應(yīng)變片貼在3所示)。與前兩個(gè)應(yīng)變片互成90。位置。應(yīng)變測(cè)薰中心點(diǎn)應(yīng)力棒貼好的應(yīng)變片，應(yīng)無(wú)氣泡、翹曲、脫膠等現(xiàn)象，用萬(wàn)用表檢查應(yīng)變片有無(wú)短路、斷路和阻值發(fā)生突量方向變(因應(yīng)變片粘貼不平整導(dǎo)致)的現(xiàn)象。3．5絕緣電阻檢查圖3應(yīng)力棒應(yīng)變片定位示意圖應(yīng)變片與試件之間必須是絕緣的，否則，實(shí)際分清應(yīng)變片的正、反面(有引出線(xiàn)引出的一面電阻就會(huì)是應(yīng)變片的電阻與試件電阻的并聯(lián)，從而為正面)，在應(yīng)變片的粘貼面上涂上一層粘結(jié)劑，導(dǎo)致測(cè)試的不準(zhǔn)確。應(yīng)變片與試件之間的絕緣

7、電當(dāng)膠水發(fā)粘時(shí)，將其電阻柵的絲繞方向與十字線(xiàn)中阻在50Mfl以上為合格，低于50Mf~1]用紅外線(xiàn)燈較長(zhǎng)線(xiàn)的方向一致，即保證電阻柵的中心與十字交烤至合格，若再達(dá)不到要求，則重貼。叉點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)，墊上塑料薄膜，用手沿一個(gè)方向滾壓(1～2)rain即可(見(jiàn)圖4所示)。兆歐表圖5絕緣度測(cè)量方法示意圖《東方電機(jī))2010年第2期333．6防潮層以準(zhǔn)確的測(cè)量上述彎曲應(yīng)力的數(shù)值和方向，根據(jù)測(cè)應(yīng)變片在使用過(guò)程中不受潮，以保證應(yīng)變片電出的數(shù)據(jù)，消除不平衡重所需的配重和配重位置。阻值的穩(wěn)定，應(yīng)變片在潮濕環(huán)境必須具有足夠的絕應(yīng)力棒觚由下式得出緣度，一旦應(yīng)變片受潮，其阻值就會(huì)不穩(wěn)定，

8、從而導(dǎo)k=￡·kI=九·10。。?！l致無(wú)法準(zhǔn)確地測(cè)量應(yīng)變，因此