动平衡测振支架的优化设计

安志香

(哈尔滨电机厂有限责任公司，黑龙江哈尔滨　150040)

动平衡测振支架的优化设计

安志香

(哈尔滨电机厂有限责任公司，黑龙江哈尔滨150040)

摘要：在风力影响严重，无处生根的苛刻条件下，完成对测振装置的夹持和固定，保证转子装配动平衡试验的顺利进行，还具有通用性；通过对原有测振支架的缺陷分析，确定改进措施，完成优化设计，为今后相关项目的设计积累了经验。

关键词：挡油盖；连接板；左右支架；流线形；涡流；振动

0引言

汽轮发电机转子装配必须做动平衡试验，在动平衡间进行。做动平衡试验联轴器处需要进行测振，支架用来固定测振探头，连线，通过感应来测量相关数据。

1测振支架的技术难度

支架以轴承座上半顶部平台为基准把合在上半两吊攀孔上。支架支臂悬伸1 490 mm，在下垂把合一个立板， 立板下端把合测振装置。大轴高速旋转，连轴承座振动都很严重，支架随之振动，支架自身刚性难于保证，风力非常大，致使测振装置振颤。 要求设计通用性强 ，满足4个产品轴不同轴径，不同轴向距离的需要。

2原有测振支架的缺陷分析

测振支架原有结构如图1所示。立板受强风力吹动，就象一块挡风板。立板为10 mm×120 mm×760 mm硬铝板，材料选择不合理，自身刚性不好，迎风面宽度120 mm尺寸偏大，宽度越大，面积越大，受风力影响越大，自然引起振颤。

支板下端与径轴之间距离过小，当转子轴高速旋转时，整个动平衡间风力很大，约有5～6级，而在轴径与工具接近处风力更大，形成涡流，引起测振装置振颤。

支板与立板之间呈直角形态，而非三角形，自身

1.垫块；2.底板；3.过渡块；4.支板；5.立板；6.连接板图1　测振支架原有结构示意图

缺少稳定性。

由于结构不合理，选材不得当，导致整体刚性差，在风力强烈作用下，立板振动严重，致使夹持的测振装置被摇碎，无法完成转子装配动平衡试验；同时把合位置只能微调，不能大范围调节，不能满足不同产品尺寸的需要，缺少通用性。

为此必须对测振支架进行优化设计，合理选材，改进结构和尺寸，尤其改进支板下端结构及加大与轴径距离，增加拉筋，加强整体强度获得良好的刚性；在立板和支板上各增加一组腰形把合孔，实现轴向和径向调节，使测振支架具有通用性。

3改进措施

支架固定在轴承座上端孔上，悬臂伸支板，下垂立板，用于通过一个绝缘件把合测振装置，测振装置下端径向垂直于轴中心线，并高出轴径1～2 mm。支板上有横向腰孔调节轴向距离，立板上有竖直方向腰孔，调节径向距离，满足4个产品轴不同轴径，不同轴向距离需要。

1)轴高速旋转时，整个动平衡间风力很大，约有5～6级，而在轴径与工具接近处风力更大，立板受强风力吹动，就象一块挡风板，自身强度不好，或者尺寸偏大，自然引起振颤。因此立板材料由10 mm厚、宽度120 mm的硬铝板2A12改为槽钢，型号为100 mm×48 mm×5.3 mm槽钢Q235，其强度和刚性比钢板和铝板都好，还比较轻便。宽度由120 mm变为100 mm，尺寸尽可能小，又使立板下端离开轴径120 mm，既减小受强风力影响，又避免形成涡流。

2)立板下端增加焊块6和把合块7，尺寸尽量窄小，做出大倒角，呈流线形，让风流过，不形成涡流。

3)加强支架强度。原结构除了挡油盖，就是一个光秃秃大轴，没什么可利用的，只好利用挡油盖上拆下4个M10螺栓，把合一个过渡板，作为右支架和左支架的生根板。右支架和左支架的直臂夹抱住立板下端，再用2个M16螺栓把紧。 立板定住了，测振装置自然纹丝不动。如果夹持位置放到支板上，离测振装置远，还会振颤。 夹持位置不同，加强效果大不相同。

4转子测振支架的优化设计

优化设计后的装配结构如图2所示，主要由10部分组成。

1.垫块;2.底板;3.过渡块;4.支板;5.立板;6.焊块;7.把合块;8.连接板;9.右支架;10.左支架 图2　优化结构的测振支架示意图

1)垫块结构如图3所示，用于垫起并支撑底板2，使底板下平面高于轴承座顶部，2件等高，为减轻重量，中间70段直径小于两端。

图3　垫块结构

2)底板如图4所示，两端通过2×M48螺栓与轴承座把合成一体，中间有3×M24孔，用于把合过渡块。

3)过渡块如图5所示，结构呈矩形，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)支板如图6所示，选用材料硬铝槽钢，型号为140 mm×80 mm×6 mm槽钢2A12，强度高又轻便；左侧开有4 mm×22 mm较长的腰形孔， 用于把合过渡块，调节轴向距离；右侧的开有4 mm×18 mm的腰形孔用于把合过渡块立板。并使立板实现轴向微调。

图4　底板结构

图5　过渡块结构

图6　支板结构

5)立板如图7所示，材料选用槽钢，型号为100 mm×48 mm×5.3 mm槽钢Q235，其强度和刚性比钢板和铝板都好，还比钢板轻便。 其上端有4 mm×18 mm的长腰形孔， 用于把合支板，并实现竖直方向调节，满足不同轴径的要求。

图7　立板结构

6)焊块如图8所示，用36厚钢板Q235加工而成，呈L形，其缺口与立板下端靠齐，并焊接牢。 焊块的下平面有2×M10螺孔， 用于把合把合板。 侧面开有大的倒角，迎风一侧尖尖的， 呈流线形，让风流过，减少受风力作用。

图8　焊块结构

7)把合块如图9所示， 材料选用尼龙，起绝缘作用，其上有3×φ12孔，2个用于把紧把合板，1个用于装配测振阵子。其结构特点是侧面和一端开有大的倒角，上宽下狭一侧尖， 呈流线形，让风流过，不形成涡流。

8)连接板如图10所示，从挡油盖上拆下4×M10螺栓，R650节圆上分布4×φ14孔用于把紧挡油盖，使连接板与挡油盖形成为一体;圆弧R628是为了让开挡油盖凸起的斜坡，两侧各有4×M20通孔， 分别用于把合左、右支架， 使左、右支架生根。

9)右支架、左支架如图11和12所示，底脚分别与连接板把紧，直臂上各有4×φ20孔， 右支架和左支架的直臂夹抱住立板下端，再用2×M16螺栓

图9　把合块结构

图10　连接板结构

图11　右支架结构

图12　左支架结构

把紧，当立板需要轴向移动时，可通过窜动2×M16把紧螺栓的位置实现。

5结语

优化后的测振支架结构选材合理，可以避免涡流的形成，减小风力影响，挡油盖处的左右立体支架结构，有效地加强了整体的强度，提高了整体刚性，构思独特巧妙，连接简捷紧凑。在风力影响严重，无处生根的苛刻条件下，完成对测振装置的加持和固定，保证转子装配动平衡试验的顺利进行。

该测振支架，已在60万、GE燃机390H、核电半速1 250级汽轮发电机组的动平衡试验过程中得以应用，满足动平衡试验精度要求，达到了预其效果，得到认可。

该测振支架具有一定的通用性，通过调节支板和立板的位置，来满足转子轴不同轴径，不同轴向距离需要，从而降低工装费用，获得良好的经济效益。

作者简介：

安志香，女，1965年生，高级工程师，东北林业大学林业机械专业毕业，哈尔滨电机厂有限责任公司工装分厂高级工程师，从事工装工艺装备设计工作。