轴位移知识

传感器系统

3500 XL 8 mm 电涡流传感器系统由以下几部分组成： 3500 XL 8mm 探头； 3500 XL 延伸电缆； 3500 XL 前置器。

系统输出正比于探头端部与被测导体表面之间的距离的电压信号。它既能进行静态（位移）测量又能进行动态（振动）测量，主要用于油膜轴承机械的振动和位移测量，以及键相位和转速测量2。 3300 XL8mm 系统是我们性能最先进的电涡流传感器系统，100%符合美国石油学会（API）为这类传感器制定的670 标准（第四版）。所有的3300 XL 8mm 电涡流传感器系统都能达到规定的性能标准，并且探头、延伸电缆和前置器具有完全可互换性，不需要单独的匹配

组件或工作台校准。 3300 XL 8mm 传感器系统的每一个组件都是向后兼容的，并且和其

它的非XL 3300 系列的5mm和8mm 传感器系统组件3可互换4。例如，当没有足够的空间安装8mm 探头时，通常使用3300 5mm 探头来代替5，6。

前置器

与以前的前置器相比，3300 XL 前置器有重大的改进。它既可以采用紧凑的导轨安装，也可以采用传统的面板安装。当采用面板安装时，其安装孔位置与以前四孔安装的3300 前置器相同。两种形式的安装基板均具有电绝缘性，不需要独立的绝缘板。3300 XL 前置器抗无线电干扰能力强，即使安装在玻璃纤维防护罩中，也不会受到附近无线电信号的干扰。改进的RFI/EMI 抗辐射能力使它不需要特殊的屏蔽导管或金属防护箱就可以达到欧洲电磁兼容性标准，从而减少了安装费用，降低了安装的复杂性。

电涡流传感器的原理以及实际应用和安装

一、概述

风机和电机振动检测使用美国本特立.内华达公司生产的3500电涡流传感器系统，本系统提供准确可靠的监测数据。

系统中主要使用了本特立.内华达公司的3500 XL 8 mm 电涡流传感器，这种电涡流传感器提供最大80 mils (2 mm)线性范围和200 mV/mil的输出。它在大多数机械监测应用中用于径向振动、轴向位移、转速的测量。

二、工作原理

电涡流传感器可分为高频反射式和低频透射式两类，我公司主要使用高频反射式电涡流传感器，下面将对其工作原理作以阐述：

电涡流传感器是基于电磁感应原理而工作的，但又完全不同于电磁感应，并且在实际测量中要避免电磁感应对其的干扰。电涡流的形成：现假设有一线圈中的铁心是由整块铁磁材料制成的，此铁心可以看成是由许多与磁通相垂直的闭合细丝所组成，因而形成了许多闭合的回路。当给线圈通入交变的电流时，由于通过铁心的磁通是随着电流做周期性变化的，所以在这些闭合回路中必有感应电动势产生。在此电动势的作用下，形成了许多旋涡形的电流，这种电流就称为电涡流。电涡流传感器的工作原理如下图所示：

当线圈中通过高频电流i时，线圈周围产生高频磁场，该磁场作用于金属体，但由于趋肤效应，不能透过具有一定厚度的金属体，而仅作用于金属表面的薄层内。在交变磁场的作用下金属表面产生了感应电流Ie，即为涡流。感应电流也产生一个交变磁场并反作用于线圈上，其方向与线圈原磁场方向相反。这两个磁场相互叠加，就改变了原来线圈的阻抗Z，Z的变化仅与金属导体的电阻率ρ、导磁率u、激励电磁强度i、频率f、线圈的几何形状r以及线圈与金属导体之间的距离有关。线圈的阻抗可以用如下的函数式表示：Z=F(ρ、u、i、f、d）。当被测对象的材料一定时，ρ、u为常数，仪表中的i、f、d也为定值，于是Z就成为距离d的单值函数。

三、实际应用

电涡流传感器以其测量线性范围大，灵敏度高，结构简单，抗干扰能力强，不受油污等介质的影响，特别是非接触测量等优点，而得到了广泛的应用。在火电厂中主要应用在以下几个监测项目：

1、转子转速：在机组运行期间，连续监视转子的转速，当转速高于给定值时

发出报警信号或停机信号。其工作原理：根据电涡流传感器的工作原理可知，趋近式电涡流探头和运行的转子齿轮之间会产生一个周期性变化的脉冲量，测出这个周期性变化的脉冲量，即可实现对转子转速的监测。

2、转子零转速：零转速是机组在一种低于最小旋转速度下运转的指示，这是

为了防止机组在停车期间转轴的重力弯曲。工作原理和转子转速工作原理相同。

3、偏心：转子的偏心是其受热应力弯曲的一种指示，它是在齿轮机构盘车时

观测到的，它为转子不对中提供可靠、准确的监测数据。涡流探头可以连续监测偏心度的峰-峰值，此值和键相脉冲同步。其工作原理：偏心探头安装在汽轮机前轴承箱内轴颈处，其核心部分是一个电感线圈。当大轴旋转时，如果有偏心度，则轴与电感线圈的距离出现周期性的变化，使电感线圈的电感量产生周期性的变化，测出这个电感量的变化值，就可以测出轴的偏心度。

4、键相：键相是描述转子在某一瞬间所在位置的一个物理量，键相探头和偏

心探头一起监测大轴的偏心度，能够准确反应出大轴发生偏心的具体相位角。其工作原理：键相测量就是通过在被测轴上设置一个凹槽或凸槽，称为键相标记。当这个凹槽或凸槽转到探头位置时，相当于探头与被测面之间距离发生改变，传感器会产生一个脉冲信号，轴每转一圈就会产生一个脉冲信号，产生的时刻表明了轴在每转周期中的位置。因此通过将脉冲信号与轴的振动信号进行比较，就可以确定振动的相位角。

5、振动：电涡流探头主要监视主轴相对于轴承座的相对振动。其工作原理：

电涡流探头的线圈和被测金属体之间距离的变化，可以变换为线圈的等效电感、等效阻抗和品质因素三个电参数的变化，再配以相应的前置放大器，可进一步把这三个电参数变换成电压信号，即可实现对振动的测量。振动产生主要有以下几个原因：

（1）由于机组运行中中心不正而引起振动。机组运行中若真空下降，将使排汽温度升高，后轴承上抬，因而破坏机组中心引起的振动。

（2）由于转子质量不平衡而引起振动。

（3）由于转子发生弹性弯曲而引起振动。

（4）由于轴承油膜不稳定而引起振动。

（5）由于汽轮机内部发生摩擦而引起振动。

（6）由于水冲击而引起振动。

（7）汽轮机在达到临界转速时发生振动。

6、轴向位移：轴向位移是指机组内部转子沿轴心方向，相对于推力轴承二者

之间的间隙而言。通过对轴向位移的测量，可以指示旋转部件与固定部件之间的轴向间隙或相对瞬时的轴向变化。它的工作原理与振动测量原理相

同，但是需要说明一点，轴向位移的测量经常与轴向振动搞混。轴向振动是指传感器探头表面与被测体沿轴向之间距离的快速变动，用峰峰值表

示，它与平均间隙无关。

7、胀差：机组在运行时转子受热要发生膨胀，因为转子受推力轴承的限制，

所以只能沿轴向往低压侧伸长。由于转子体积小，而且直接受蒸汽的冲击，因此升温和热膨胀比较快，而汽缸的体积较大，升温和热膨胀相对要慢一些。当转子和汽缸的热膨胀还没有达到稳定之前，它们之间存在的热膨胀

值简称胀差。关于胀差方向的规定：在机组启动或增负荷时，是一个蒸汽对金属的加热过程，转子升温快于汽缸，大于汽缸的膨胀值称为正胀差。

在停机或减负荷时，是一个降温过程，转子降温快于汽缸，所以转子收缩的快，也就是转子的轴向膨胀值小于汽缸的膨胀，称为负胀差。

四、电涡流传感器的安装

1、安装注意事项

（1）探头的安装间隙。

（2）探头头部与安装面的安全间距。

（3）电缆转接头的密封与绝缘。

（4）探头抗腐蚀性。

（5）各探头间的最小间距。

（6）探头安装支架的牢固性。

（7）探头所带电缆、延伸电缆的安装。

（8）探头的高温高压环境。

2、影响传感器特性的因素：

（1）被测体表面平整度对传感器的影响

不规则的被测体表面，会给实际测量带来附加误差，因此被测体表面应该平整光滑，不应存在凸起、洞眼、刻痕、凹槽等缺陷。

（2）被测体表面磁效应对传感器的影响

电涡流效应主要集中在被测体表面，如果由于加工过程中形成残磁效应，以

及淬火不均匀、硬度不均匀、结晶结构不均匀等都会影响传感器特性。

（3）被测体表面镀层对传感器的影响

被测体表面的镀层对传感器的影响相当于改变了被测体材料，视其镀层的材料、厚薄，传感器的灵敏度会略有变化。

（4）被测体表面尺寸对传感器的影响

由于探头线圈产生的磁场范围是一定的，而被测体表面形成的涡流也是一定的。这样就对被测体表面大小有一定要求。通常，当被测体表面为平面时，以正对探头中心线的点为中心，被测面直径应大于探头头部直径的1.5倍以上。当被测体为圆轴且探头中心线与轴心线正交时，一般要求被测轴直径为探头头部直径的3倍以上，否则传感器的灵敏度会下降，被测体表面越小，灵敏度下降越多。实验测试，当被测体表面大小与探头头部直径相同，其灵敏度会下降到72%左右。被测体的厚度也会影响测量结果。被测体中电涡流场作用的深度由频率、材料导电率、导磁率决定。因此如果被测体太薄，将会造成电涡流作用不够，使传感器灵敏度下降。

3、传感器的安装要求

（1）对工作温度的要求

一般涡流传感器的最高允许温度≤180ºC，实际上如果工作温度过高，不仅传感器的灵敏度会显著降低，还会造成传感器的损坏，因此测量汽轮机高、中、低转轴振动时，传感器必须安装在轴瓦内，只有特制的高温涡流传感器才允许安装在汽封附近。

（2）对被测体的要求

为防止电涡流产生的磁场影响仪器的正常输出，安装时传感器头部四周必须留有一定范围的非导电介质空间。若在测试过程中某一部位需要同时安装两个或以上传感器，为避免交叉干扰，两个传感器之间应保持一定的距离。另外，被测体表面积应为探头直径3倍以上，表面不应有伤痕、小孔和缝隙，不允许表面电镀。被测体材料应与探头、前置器标定的材料一致。

（3）对探头支架的要求

探头通过支架固定在轴承座上，支架应有足够的刚度以提高其自振频率，避免或减小被测体振动时支架的受激自振。

（4）对初始间隙的要求

电涡流传感器应在一定的间隙电压（传感器顶部与被测物体之间间隙，在仪表上指示一般是电压）值下，其读数才有较好的线性度，所以在安装传感器时必须调整好合适的初始间隙。

转子旋转和机组带负荷后，转子相对于传感器将发生位移。如果把传感器装在轴承顶部，其间隙将减少；如装在轴承水平方向，其间隙取决于转子旋转方向；当转向一定时，其间隙取决于安装在右侧还是左侧。为了获得合适的工作间隙值，在安装时应估算转子从静态到转动状态机组带负荷后轴颈位移值和位移方向，以便在调整初始间隙时给予考虑。根据现场经验，转子从静态到工作转速，轴颈抬高大约为轴瓦间隙的1/2；水平方向位移与轴瓦形式、轴瓦两侧间隙和机组滑销系统工作状态有关，一般位移值为0.05-0.20mm。

在调整传感器初始间隙时，除了要考虑上述这些因素外，还要考虑最大振动值和转子原始晃摆值。传感器初始间隙应大于转轴可能发生的最大振幅和转轴原始晃摆值的1/2。

3、安装步骤

（1）探头插入安装孔之前，应保证孔内无杂物，探头能自由转动而不会与导线缠绕。

（2）为避免擦伤探头端部或监视表面，可用非金属测隙规测定探头的间隙。（3）也可用连接探头导线到延伸电缆及前置器的电汽方法整定探头间隙。

当探头间隙调整合适后，旋紧防松螺母。此时应注意，过分旋紧会使螺纹损坏。探头被固定后，探头的导线也应牢固。延伸电缆的长度应于前置器所需的长度一致。任意的加长或缩短均会导致测量误差。

前置器应置于铸铝的盒子内，以免机械损坏及污染。不允许盒子上附有多余的电缆，在不改变探头到前置器电缆长度的前提下，允许在同一个盒内装有多个前置器，以降低安装成本，简化从前置器到监视器的电缆布线。采用适当的隔离和屏蔽接地，将信号所受的干扰降至最低限度。

4、延伸电缆的安装

延伸电缆作为连接探头和前置器的中间部分，是涡流传感器的一个重要组成部分，所以延伸电缆的安装应保证在使用过程中不易受损坏，应避免延伸电缆的高温环境。探头与延伸电缆的连接处应锁紧，接头用热缩管包裹好，这样可以避免接地并防止接头松动。在盘放延伸电缆时应避免盘放半径过小而折坏电缆线。一

般要求延伸电缆盘放直径不得小于55mm.

5、前置器的安装

前置器是整个传感器系统的信号处理部分，要求将其安装在远离高温环境的地方，其周围环境应无明显的蒸汽和水珠、无腐蚀性的汽体、干燥、振动小、前置器周围的环境温度与室温相差不大的地方。安装时前置器壳体金属部分不要同机壳或大地接触。安装时必须避免有其他干扰信号影响测量电路。

6、转速、零转速、偏心、键相传感器安装间隙的锁定

这四种传感器均可采用塞尺测量安装间隙的方法进行安装。在探头端面和被测面之间塞入设定安装间隙厚度的塞尺，这四种传感器的安装间隙约为1.3mm 左右。当探头端面和被测面压紧塞尺时，紧固探头即可。

7、轴振动传感器安装间隙的锁定

将探头、延伸电缆、前置器连接起来，并给传感器系统接上电源，用精度较高的万用表监测前置器的输出电压，同时调整探头与被测面的间隙，当前置器的输出电压大约在10-11vDC之间时，拧紧探头的两个紧固螺母固定探头即可。8、轴位移的零位锁定

（1）轴位移监测系统的测量原理：

3500轴位移监测系统是利用涡流传感器的输出电压与其被测金属表面的垂直距离在一定范围内成正比的关系，将位移信号转换成电压信号送至监测器，从而实现监测和保护的目的。

（2）轴位移传感器的零位锁定：

轴位移传感器零位锁定必须参考的因素：

a)大轴推力瓦的间隙△值

b)大轴所在位置（即大轴推力盘已靠在推力瓦的工作面或非工作面）

c)位移监测器及传感器的校验数据

已知：△=0.36mm，轴位移监测器量程为±1.25mm，大轴推力盘靠在工作面。

轴位移以传感器的零位电压计算值锁定较为准确可靠。以11mm传感器为例，已知：△=0.36mm，大轴推力盘靠在工作面，轴位移监测器量程为±1.25mm，传感器灵敏度F=4.0V/mm，零位安装电压Vo=10.0V。则零位电压X的计算：

X=Vo-F×1/2×△=9.28V

最终零位锁定后，监测器应显示为-0.18mm。

注：若大轴推力盘靠在推力瓦的非工作面，则X应按下式计算：

X=Vo+F×1/2×△=10.72V

最后，按照计算出的X 值安装锁定传感器，监测器显示应为0.18mm

（3）现场安装调试中传感器零位锁定应注意的问题：

a)未考虑推力瓦间隙，表计会产生1/2×△mm的测量误差。

b)将1/2×△mm的推轴间隙调反，表计会产生△mm的测量误差。

五、电涡流传感器的常见故障及处理方法

1、常见故障：

（1）电涡流探头损坏。

（2）探头导线与延伸电缆的连接头松动。

（3）延伸电缆与前置器的连接处松动。

（4）前置器、延伸电缆故障。

（5）延伸电缆接地。

（6）探头导线与延伸电缆的连接头绝缘不好而接地。

2、处理方法：

（1）更换电涡流探头。

（2）紧固探头导线与延伸电缆的连接头。

（3）紧固延伸电缆与前置器的连接螺丝。

（4）更换前置器、延伸电缆。

（5）更换延伸电缆或将其破损接地部分用绝缘带包好。

（6）将探头导线与延伸电缆的连接头用热缩管包裹好。

3、对常见故障处理方法的几点建议：

（1）更换电涡流探头时应注意避免碰伤探头，不可将连接导线多次缠绕。（2）探头导线与延伸电缆的连接处为带有锁紧功能的锁头，在紧固时应避免用力过猛，以免损坏锁头。

（3）紧固延伸电缆与前置器的连接螺丝不可用力过大，以免造成螺丝滑丝。（4）更换后的前置器应与探头、延伸电缆型号一致，应将前置器放在铸铝的盒子内，避免有其他干扰信号影响测量精度。

（5）更换延伸电缆时应注意电缆的盘管直径不应太小，以免造成对电缆的损伤。一般规定盘管直径不得小于55mm。

（6）在处理探头导线与延伸电缆的连接头时应用热缩管包裹，不要用电工胶带，这样油雾会溶解胶带上的沾性物而污染接头。在需打开探头导线与延伸电缆的连接头时，用刀片在接头金属处划开一小口即可，在此过程中当心将电缆划伤。

4、处理常见故障时可能发生的危险点：

（1）误碰其他运行设备，工作人员应相互监督。

（2）运行中更换振动探头发生高温烫伤，应戴防护手套。

（3）更换延伸电缆时由于盘管直径太小而损伤电缆，盘管直径不能小于55mm。（4）更换探头时碰伤探头，工作人员应采取相应防护措施。

（5）由于温度过高造成对探头的损伤，探头的工作温度一般应小于180ºC，只有特制的高温涡流传感器才允许安装在汽封附近。

前置放大器的作用和特点

前置放大器是各种音源设备（包括普通音源如CD机、调谐器、卡座、MP3播放器等，特殊音源如报警器以及各种话筒音源）和功率放大器之间的连接设备。因为如CD机、调谐器以及话筒等音源设备的输出信号电平都比较低，不能推动功率放大器正常工作，而前置放大器正是起到了信号放大的作用。音源信号在经过前置放大器的放大后，就可以直接送入功率放大器，使功率放大器能正常工作。此外，除了有信号放大作用外，前置放大器还有音质控制的作用，如通过其音调控制电路或等响控制电路，对信号的频率特性进行调节和控制，起到修饰和美化声音的作用，使功率放大器放出来的声音能满足聆听者的喜好要求。如果是用在公共广播系统的前置放大器，除了具有以上所介绍的作用外，还有这些功能：A、各输入音源的音量可独立调节；B、具有优先排序功能，即可以根据要求对输入音源进行优先级排序；C、具有内置钟声发生器，可为寻呼提供提示音。

前置放大器除了有以上的功能外，还有以下的性能指标要求：

A、输入阻抗：由产品规定；

B、输出阻抗：由产品规定；

C、过载源电动势：≥20dB

D、最大电动势增益：由产品规定；

E、频率响应：20Hz-20kHz（±1dB）

F、总谐波失真：≤0.1％（1kHz，额定输出条件）

G、信噪比：≥85dB

图

系统连接示意

轴向位移

轴向位移又叫串轴，就是沿着轴的方向上的位移。总位移可能不在这一个轴线上，我们可以将位移按平行、垂直轴两个方向正交分解，在平行轴方向上的位移就是轴向位移。轴向位移反映的是汽轮机转动部分和静止部分的相对位置，轴向位移变化，也是静子和转子轴向相对位置发生了变化。全冷状态下一般以转子推力盘紧贴推力瓦为零位。向发电机为正，反之为负,汽轮机转子沿轴向向后移动的距离就叫轴向位移。 影响轴向位移的因素 1).负荷变化. 2).叶片结垢严重. 3).汽温变化. 4).蒸汽流量变化. 5).高压轴封漏汽大,影响轴承座温度的升高. 6).频率变化. 7).运行中叶片断落. 8).水冲击. 9).推力轴瓦磨损或损坏. 10).抽汽停用,轴向推力变化. 11).发电机转子窜动. 12).高压汽封疏汽压调节变化. 13).真空变化. 14).电气式轴位移表受频率,电压的变化影响. 15).液压式轴位移表受主油泵出口油压,油温变化等影响. 轴向位移大如何消除 如果是机组运行中轴向位移偏大，那就降负荷，这样就能减少轴向位移。 机组停机后应该用千斤顶检查转子产生轴向位移的原因，比如推力瓦块的推力间隙是否过大，轴承是否定位不良，找到原因并消除。还有就是检查轴向位移的测量回路是否存在问题。 ?汽轮机轴向位移-零点定位到底是在推力盘靠在工作瓦上的时候还是靠在非工作瓦上的时候来确定的，还是两边都行？定完位后还要给推回中间位置吗？ 1.是平衡盘靠在推力瓦工作面上,因为汽轮机正常运行时,转子就在这个位置上。 2.我们厂轴向位移定零位是推力盘紧靠工作瓦块自然回松后作为基准点。 3.实际工作中,转子轴向位移零位定位可以有三种方案：①汽轮机转子推力盘贴死推力瓦工作面的状态下定位；②推力盘贴死推力瓦非工作面的状态下定位； ③推力盘处于推力轴承工作瓦与非工作瓦之间，不贴死任何一面的情况下定位。汽轮机转子轴向位移的保护值一般为正、负向各1.0毫米，而推力轴承的推力总间隙一般只有0.25至0.38左右，因此，推力盘处在什么状态下定轴向零位，对汽轮机轴位移的影响不大。另外，汽轮机的差胀最大有十几个毫米，更不介意轴

轴位移定位方法

轴向位移、胀差的安装和调试关于轴向位移和胀差的方向及机械零位的确定 安装间隙的确定 条件：由于零位是在工作瓦及非工作瓦的正中心，并且需要将推力盘靠死工作瓦时来安装并定位两只轴位移传感器，差胀传感器也如此。 方法：轴向位移和胀差的安装间隙的确定相当重要，要在掌握基本原理的基础上来确定此间隙就会变的相当容易，并方便的安装。下面介绍轴向位移安装间隙的确定方法。 假定我们选用一个传感器，此传感器探头有效直径（除了线圈以外的）为8mm，间隙线性范围为4.5mm，传感器输入输出曲线如图1所示，电压输出-2V—20Vdc为线性输出范围，所对应的间隙为0.5mm—5.0mm,灵敏度为4V/mm即d1=0.5mm,对应输出电压为：-2V DC；d2=5.0mm，对应电压输出为-20V DC.如果轴向位移表量程范围为：-2mm--+2mm,即范围为4mm，此时安装间隙为d0=2.75±0.25mm,即d2=2.5mm,d3=3mm,只要将传感器安装在此范围之内即可。此时传感器电压输出对应于 -10VDC---12VDC.由于传感器输出与电压是一一对应的关系，所以在传感器安装时，没有必要用塞尺去测量间隙，只要用电压表测量输出电压即可。 零位确定 在安装固定传感器时，不必关心监视仪表的指示值，在传感器固定完毕后，利用监视仪表的“零迁”即可。如果轴系不在零位，如果测量得目前大轴在+2mm，此时监视值迁为+2mm即可。

1.如果系统性能图超出规范限制范围，例如，线性区少于80mils，比例系数超出±11mV，那么首要的原因可能是系统的某一部分构成不匹配。探头、延伸电缆或前置器在电气长度方面不匹配，使得总长度太长或太短。 2.当提供的-24Vdc电压超出允许变化范围时，传感器的性能也会超出偏差的允许范围。传感器的可用电压变化范围为-17.5至 -26.0 Vdc。然而，对较高的输入电压可能会失去响应。传感器的供电电压低于- 16Vdc时线性区域将严重减小。注意，传感器的最大输出电压相比电源电压大约有4伏的偏差。也就是最大输出信号比电源电压低4伏。 轴向位移和胀差安装间隙的确定相当重要，要在掌握基本原理的基础上来确定此间隙就会变得相当容易，并方便地安装。以往许多老电厂的技术人员受“山”字型传感器的框框影响，把此项工作看得比较机械，往往还用塞规去测量间隙，我们认为没有这个必要，而且没有利用涡流传感器具有线性好，范围大的优点。下面以轴向位移为例来说明如何确定安装间隙及安装方式。 假定我们选用日本新川公司的VK-452A传感器，此传感器探头有效直径为8mm，螺纹尺寸为M14×1.5，线性范围为4.5mm，传感器的输入输出特性曲线如图1，电压输出－2V～－20VDC为线性输出的范围，所对应的间隙为0.5mm～5.0mm，灵敏度为4V/mm(这是常规数据，针对某一特定传感器应以用户自己标定的数据为准)，即d1＝0.5mm，对应输出电压为：－2V DC；d2＝5.0mm，对应电压输出为－20V DC。如果轴向位移表的量程范围为：－2mm～＋2mm，即范围为4mm，此时安装间隙为d0＝2.75±0.25mm，即d2＝2.5mm，d3＝3.0mm，只要将传感器安装在此范围之内即可。此时传感器电压输出对应于－10VDC～－12VDC。由于传感器的间隙与电压输出是一一对应的关系，所以在传感器安装时，没有必要用塞规去测量间隙，只要用电压表测量输出电压即可，这样可减少现场工作强度。又如果假定轴向位移表的量程为－1mm～＋2mm，即范围为3mm，此时安装的间隙为 d0＝2.25±0.75mm，即d2＝1.5mm，d3＝3mm，此时传感器的电压输出对应与－6VDC～－12VDC，我们只要测量输出电压，使其在上述范围之内，即可固定支架，使其定位。对于其他的量程范围，或胀差均可用此方式来确定。 零位确定 在安装固定传感器时，用户不必关心监视仪表的指示值，在传感器固定完毕后，利用监视仪表的“零迁”功能将监视仪表指示“迁零”即可。如果轴系不在零位，如果机务工程师经测量，目前大轴在＋0.2mm，此时将监视器仪表的指示迁为＋0.2mm即可。（应该为2.5+2=4.5和3+2=5mm对应的电压值都可以，即最大正向位移对应的探头位置可以活动的范围，而不是零点电压所对应的范围）所以涡流传感器的安装是相当方便的，半个小时即可完成安装调试工作的全过程。而现在好多用户受老传统的影响，不会使用这些先进的功能而用老办法，甚至用对讲机，来回对数据、对零位，而往往螺母一紧，零位又变化了，再重新来过，5～6人忙半天才能安装完毕。所以用户一定要搞清原理，可大大地减轻工作强度和节约时间。

汽轮机轴向位移与胀差

汽轮机轴向位移与胀差 汽轮机轴向位移与胀差 (1) 一、汽轮机轴向位移增大的原因 (1) 二、汽轮机轴向位移增大的处理 (1) 三、汽机轴向位移测量失灵的运行对策 (1) 汽轮机的热膨胀和胀差 (2) 相關提問： (2) 1、轴向位移和胀差的概念 (3) 2、轴向位移和胀差产生的原因（影响机组胀差的因素） (3) 使胀差向正值增大的主要因素简述如下： (3) 使胀差向负值增大的主要原因： (4) 正胀差 - 影响因素主要有： (4) 3、轴向位移和胀差的危害 (6) 4、机组启动时胀差变化的分析与控制 (6) 汽封供汽抽真空阶段。 (7) 暖机升速阶段。 (7) 定速和并列带负荷阶段。 (7) 汽轮机推力瓦温度的防控热转贴 (9) 1 润滑油系统异常........................................................... .. (9) 2 轴向位移增大 (9) 3 汽轮机单缸进汽 (10) 4 推力轴承损坏 (10) 5 任意调速汽门门头脱落 (10) 6 旁路系统误动作 (10) 7 结束语 (10) 汽轮机轴向位移与胀差 轴向位移增大原因及处理 一、汽轮机轴向位移增大的原因 1）负荷或蒸汽流量突变； 2）叶片严重结垢； 3）叶片断裂； 4）主、再热蒸汽温度和压力急剧下降； 5）轴封磨损严重，漏汽量增加； 6）发电机转子串动； 7）系统周波变化幅度大； 8）凝汽器真空下降； 9）汽轮机发生水冲击； 10）推力轴承磨损或断油。 二、汽轮机轴向位移增大的处理 1）当轴向位移增大时，应严密监视推力轴承的进、出口油温、推力瓦金属温度、胀差及机组振动情况；

汽轮机轴向位移和胀差，你知道多少？

汽轮机轴向位移和胀差，你知道多少？ 1、轴向位移和胀差的概念 轴位移指的是轴的位移量，而胀差则指的是轴相对于汽缸的相对膨胀量。一般轴向位移变化时其数值较小，轴向位移为正值时，大轴向发电机方向移；若此时汽缸膨胀远小于轴的膨胀，胀差不一定向正值方向变化；如果机组参数不变，负荷稳定，胀差与轴向位移不发生变化。机组启停过程中及蒸汽参数变化时，胀差将会发生变化，由于负荷的变化而轴向位移也一定发生变化。运行中轴向位移变化，必然引起胀差的变化。 轮机的转子膨胀大于汽缸膨胀的胀差值称为正胀差，当汽缸膨胀大于转子膨胀时的胀差值称为负胀差。 根据汽缸分类又可分为高差、中差、低I差、低II差。 胀差数值是很重要的运行参数，若胀差超限，则热工保护动作使主机脱扣，避免动静部分发生碰撞损坏设备。 启动时，一般应用加热装置来控制汽缸的膨胀量，而转子主要依靠汽轮机的进汽温度和流量以及轴封汽的汽温和流量来控制转子的膨胀量。启动时胀差一般向正方向发展。汽轮机在停用时，随着负荷、转速的降低，转子冷却比汽缸快，所以胀差一般向负方向发展，特别是滑参数停机时尤其严重，必须采用汽加热装置向汽缸夹层和法兰通以冷却蒸汽，以免胀差保护动作。 汽轮发电机中，由于蒸汽在动叶中做功，以及隔板汽封间隙中的漏汽等原因，使动叶前后的蒸汽压力有一个压降。这个压降使汽轮机转子顺着蒸汽流动方向形成一个轴向的推力，从而产生轴向位移。如果轴向位移大于汽轮机动静部分的最小间隙就会使汽轮机静、转子相碰而损坏。轴向位移增大会使推力瓦温度开高，乌金烧毁机组还会出现剧烈振动，故必须紧急停机，否则将带来严重后果。 差胀保护是指汽轮机转子和汽缺之间的相对膨胀差。在机组启、停过程中，由于转子相对汽缸来说很小，热容量小、温度变化快、膨

轴位移基础知识点

1、什么是轴向位移？轴向位移变化有什么危害？ 气压机与汽轮机在运转中，转子沿着主轴方向的窜动称为轴向位移。 机组的轴向位移应保持在允许范围内，一般为0.8～1.0mm，超过这个数值就会引起动静部分发生摩擦碰撞，发生严重损坏事故，如轴弯曲，隔板和叶轮碎裂，汽轮机大批叶片折断等。 转子轴向位移（也被成为窜轴）这一指标主要是用以监督推力承轴的工作状况。汽轮机运行中，汽流在其通道中流动时所产生的轴向推力是由推力承轴来承担的，并由它来保持转子和汽缸的相对轴向位置。不同负荷下轴向推力的大小是不同的，推力承轴在受压时产生的弹性变形也相应变化，所以运行中应该将位移数值和准值作比较，借以查明机组运行是否正常。 作用在汽轮机转子的轴向推力，是由推力承轴来承受的，推力承轴承受转子的轴向推力并维持汽轮机通流部分正常的动静轴向间隙。轴向推力的变化将影响推力承轴工况的变化，进而会影响到汽轮机动静轴向间隙。从汽轮机安全运行的角度看来，动静轴向间隙是不允许由过大的变化的，所以通常均在推力承轴部位装设汽轮机转子轴向位移监测装置，以保证汽轮机组的安全工作。 推力承轴，包括承轴座架、瓦架、油膜，并非绝对刚性，也就是说在轴向推力用下会产生一定程度的弹性位移。如果汽轮机轴向推力过大，超过了推力承轴允许的负载限度，则会导致推力承轴的损坏，较常见到的就是推力瓦磨损和烧毁，此时推力承轴

将不能保持机组动静之间的正常轴向间隙，从而将导致动静碰磨，严重时还会造成更大的设备损坏事故。 轴向位移保护装置是用来检测汽轮机转子和静子之间相对位移，它根据推力轴承承载能力和流通部分间隙规定了报警值和停机值，当轴向位移骤增值超过规定值时，轴向位移保护装置能自动报警和自动停机，防止轴向位移增大时汽轮机受到损伤。 轴向位移为正值时，大轴向发电机方向移，若此时汽缸膨胀远小于轴的膨胀,差胀不一定向正值方向变化；如果机组参数不变，负荷稳定，差胀与轴向位移不发生变化。机组启停过程中及蒸汽参数变化时，差胀将会发生变化，由于负荷的变化而轴向位移也一定发生变化。运行中轴向位移变化，必然引起差胀的变化。 2、轴向位移和胀差的零位是如何确定的？ 在冷态时，轴向位移的零点是将转子的推力盘向非工作瓦块推足时，定为零位，胀差的零位则将转子推力盘向工作面瓦块推足时定为零位。在冷态起动前，胀差的指示只能为零或负值，轴向位移的指示只能是正值或零。 3、引起汽轮机轴向位移增大的主要原因有：

轴位移

.2.1 轴位移的测量 旋转机器轴位移测量是十分重要的，轴位移不仅能表明机器的运行特性和状况，而且能够指示止推轴承的磨损情况以及转动部件和静止部件之间发生碰撞的可能性。 目前常用电涡流位移传感器来测量轴位移。位移测量只考虑传感器中的直流电压成分。 1. 相对轴位移的测量 相对轴位移指的是轴向推力轴承和导向盘之间在轴向的距离变化。 轴向推力轴承用来承受机器中的轴向力，它要求在导向盘和轴承之间有一定的间隙以便能够形成承载油膜。一般汽轮机在0.2～0.3mm之间，压缩机组在0.4～0.6mm之间。如果小于这些间隙，轴承就会受到损坏，严重的导致整个机器损坏；因此需要监测轴的相对位移以测量轴向推力轴承的磨损情况。 2. 相对轴膨胀 相对轴膨胀（差胀）是指机器的旋转部件和静止部件因为受热或冷却导致的膨胀或收缩量。在旋转机器的启（停）机过程中因为机组加热和冷却，其转子和机壳会发生不同的膨胀。例如，功率大于1000MW的大汽轮机的相对轴膨胀可能达到50mm。 为了防止转子与机壳在差胀时发生接触，在轴肩或相对一个锥面安装非接触式位移传感器测量或监测相对轴膨胀。常用的位移传感器有涡流式和感应式两种。因为膨胀量比较大，对不同测量范围所采用的测量方式(点击进入)不同。 有时只需要测量运动误差在某个方向上的分量（例如分析机床主轴的运动误差对加工形状的影响），则可将一只位移传感器置于该方向来检测。 测量时必须利用基准面来“体现”回转轴线。通常是选用具有高圆度的圆球或圆环来作为基准面。直接采用回转轴上的某一回转表面来作为基准面虽然可行，但由于该表面的形状误差不易满足测量要求，测量精确度较差。 通常通过适当的机械装置和精细调整来减小安装偏心，或采用滤波法和反相叠加法来减弱偏心的影响。

推力轴承轴位移计算公式

推力轴承轴位移计算公式 推力轴承是一种常见的机械元件，用于承受轴向力并保持轴的位置稳定。在实 际工程中，我们经常需要计算推力轴承的轴位移，以确保其在设计工作范围内。本文将介绍推力轴承轴位移的计算公式及其应用。 推力轴承轴位移的计算公式可以通过以下步骤得到： 1.首先，我们需要确定推力轴承所受的轴向力。这通常可以通过工程设计或者 实际测量得到。假设推力轴承所受的轴向力为F。 2.接下来，我们需要确定推力轴承的刚度。推力轴承的刚度通常由制造商提供，或者可以通过实验测量得到。假设推力轴承的刚度为k。 3.最后，我们可以使用以下公式计算推力轴承的轴位移： δ = F / k。 其中，δ表示推力轴承的轴位移，F表示推力轴承所受的轴向力，k表示推力 轴承的刚度。 通过上述公式，我们可以快速准确地计算推力轴承的轴位移，从而确保其在设 计工作范围内。这对于工程设计和设备维护都具有重要意义。 推力轴承轴位移的计算公式还可以通过一些实际案例来加以说明。例如，假设 某台设备的推力轴承所受的轴向力为1000N，推力轴承的刚度为200N/mm，那么 根据上述公式，可以得到推力轴承的轴位移为： δ = 1000N / 200N/mm = 5mm。 这意味着在这个案例中，推力轴承在受到1000N的轴向力作用时，其轴位移为 5mm。通过这样的计算，我们可以及时发现并解决推力轴承轴位移超出设计范围 的问题，确保设备的正常运行。

除了单纯的计算公式外，推力轴承轴位移的计算还需要考虑一些实际工程中的 因素。例如，推力轴承的刚度可能随着工作条件的变化而发生变化，这就需要对推力轴承的刚度进行动态调整。此外，推力轴承的轴位移还可能受到温度、湿度等外部环境因素的影响，这也需要进行相应的修正。 在实际工程中，推力轴承轴位移的计算还需要结合其他相关因素进行综合分析。例如，推力轴承的寿命、润滑情况、安装方式等都会对轴位移产生影响，这些因素都需要进行综合考虑。 总之，推力轴承轴位移的计算公式是工程设计和设备维护中的重要工具。通过 合理使用该公式，可以快速准确地计算推力轴承的轴位移，确保设备在正常工作范围内。然而，需要注意的是，推力轴承轴位移的计算还需要考虑其他相关因素，并进行综合分析，以得出准确可靠的结果。

轴位移大的原因

轴位移大的原因 轴位移大是指在机械设备运行过程中，轴的位移超过了正常范围。轴位移大可能会对机械设备的性能和稳定性造成严重影响，甚至导致设备损坏或事故发生。那么，轴位移大的原因是什么呢？ 轴的材质和制造工艺可能是导致轴位移大的原因之一。如果轴的材质不符合要求或者制造工艺不精细，轴的强度和刚度可能无法满足设备运行的要求，从而导致轴位移大。此外，轴的加工精度也会对轴位移产生影响。如果轴的加工精度不高，轴上的零件可能无法正确安装，从而引起轴位移。 设备的运行环境也可能是导致轴位移大的原因之一。如果设备工作环境存在较大的振动或冲击，轴的位移可能会增加。此外，温度变化也可能导致轴位移大。例如，在高温环境下，轴的材料可能会膨胀，从而导致轴位移增加。 轴的润滑情况也可能对轴位移产生影响。如果轴的润滑不良，摩擦力会增加，从而导致轴位移大。此外，轴承的损坏或磨损也可能导致轴位移增加。轴承是支撑轴旋转的重要部件，如果轴承损坏或磨损严重，轴的运动会受到限制，从而导致轴位移大。 设备的设计和安装也可能导致轴位移大。如果设备的设计不合理或者安装不到位，轴的受力情况可能不均匀，从而导致轴位移增加。例如，如果设备的支撑结构不稳定，轴的受力可能不均匀，轴位移

就会增加。 设备的维护和保养也是影响轴位移的重要因素。如果设备的维护和保养不到位，轴上的零件可能会磨损或松动，从而导致轴位移增加。因此，定期对设备进行维护和保养，及时发现和解决问题，是减少轴位移的重要措施。 轴位移大可能是由轴的材质和制造工艺、设备的运行环境、轴的润滑情况、轴承的损坏或磨损、设备的设计和安装、设备的维护和保养等多种因素共同作用的结果。为了减少轴位移，我们可以从材料和制造工艺的选择、设备运行环境的改善、轴的润滑和轴承的维护等方面入手，提高轴的性能和稳定性，确保设备的正常运行。

轴位移轴振动调校记录

轴位移轴振动调校记录 轴位移和轴振动调校是机械设备调试和维护中非常重要的环节。通过 调校轴位移和振动，可以提高机械设备的运行效率、延长设备的使用寿命，同时也可以减少设备振动产生的噪音和对设备造成的损坏。 首先，我将简要介绍一下轴位移和轴振动的概念。轴位移是指机械设 备在工作中轴线的偏离程度，通常用于测量设备运行时轴承和传动装置的 正常运行情况。如果轴位移过大，会导致设备传动不稳定，增加设备的振动，最终影响设备的正常运行。轴位移通常由位移传感器测量得出。 轴振动是指机械设备在运行中产生的振动现象。设备运行时，由于离 心力、不平衡质量和传动系统等因素的作用，会导致设备振动。高强度的 振动会导致设备零部件产生疲劳损伤，降低设备的可靠性和寿命。因此， 轴振动的调校是确保设备正常运行的关键环节。 在进行轴位移和轴振动调校时，需要采取一系列的措施来实施。首先，我们需要对设备进行全面的检查，确保设备各个部件安装牢固、传动系统 无明显的故障等。然后，使用合适的传感器和检测仪器来测量设备的轴位 移和振动。根据测量结果，我们可以进行相应的调整和校准。 在轴位移调校方面，一种常用的方法是使用补偿技术。通过测量设备 运行时的位移情况，我们可以确定何时需要进行补偿调校，以减小轴位移 的大小。另外，还可以使用手动或自动调整装置来实现轴位移的调校。 在轴振动调校方面，常用的方法包括平衡调校和支撑调校。平衡调校 主要解决设备的动平衡问题，通过重量调整或在轴上增加平衡块来减小设 备的不平衡质量，从而减小设备的振动。支撑调校主要解决设备的支撑问题，通过调整设备的支撑结构和增加支撑材料来减小设备的振动。

y,z 轴 3 个方向对应位置的位移和总位移。

y，z 轴3 个方向对应位置的位移和总位移。 主题：三个方向的位移和总位移 【引言】 在物理学中，位移（displacement）是指物体在空间中相对于其初始位置的位置变化。相对于参考点，我们可以沿x、y和z三个方向测量一个物体的位移。这篇文章将一步一步介绍如何计算物体在三个方向上的位移以及总位移。 【主体】 I. 理解位移 位移是一个矢量量量，具有大小和方向。在空间中，我们可以使用三个坐标系来描述一个物体的位移：x轴，y轴和z轴。每个轴上的位移都是相对于初始位置的位置变化。 II. 计算x、y和z轴的位移 1. x轴位移：沿x轴的位移是一个物体在水平方向上的位置变化。它可以通过测量物体的初始位置和最终位置之间的距离来计算。如果物体在x轴上向右移动，位移为正值；如果物体在x轴上向左移动，位移为负值。 例如，如果一个物体的初始位置在x轴上的坐标为2，最终位置在x 轴上的坐标为6，则x轴的位移为6-2=4。

2. y轴位移：沿y轴的位移是一个物体在垂直方向上的位置变化。它可以通过测量物体的初始位置和最终位置之间的距离来计算。如果物体在y轴上向上移动，位移为正值；如果物体在y轴上向下移动，位移为负值。 例如，如果一个物体的初始位置在y轴上的坐标为3，最终位置在y 轴上的坐标为9，则y轴的位移为9-3=6。 3. z轴位移：沿z轴的位移是一个物体在垂直方向上的位置变化。它可以通过测量物体的初始位置和最终位置之间的距离来计算。如果物体在z轴上向前移动，位移为正值；如果物体在z轴上向后移动，位移为负值。 例如，如果一个物体的初始位置在z轴上的坐标为-5，最终位置在z 轴上的坐标为-2，则z轴的位移为-2-(-5)=3。 III. 计算总位移 总位移是物体从初始位置到最终位置的总体位置变化。为了计算总位移，我们可以将x、y和z轴的位移向量相加。 例如，在上述示例中，物体的x轴位移为4，y轴位移为6，z轴位移为3。通过向量相加，我们可以得到总位移。 (4i + 6j + 3k) = √(4^2 + 6^2 + 3^2) ≈7.87 因此，物体的总位移约为7.87。

汽轮机胀差及轴向位移（看完秒懂）

汽轮机胀差及轴向位移（看完秒懂） 1、轴向位移和胀差的概念轴位移指的是轴的位移量，而胀差则指的是轴相对于汽缸的相对膨胀量,一般轴向位移变化时其数值较小。轴向位移为正值时，大轴向发电机方向移，若此时汽缸膨胀远小于轴的膨胀,胀差不一定向正值方向变化；如果机组参数不变，负荷稳定，胀差与轴向位移不发生变化。机组启停过程中及蒸汽参数变化时，胀差将会发生变化，由于负荷的变化而轴向位移也一定发生变化。运行中轴向位移变化，必然引起胀差的变化。 汽轮机的转子膨胀大于汽缸膨胀的胀差值称为正胀差，当汽缸膨胀大于转子膨胀时的胀差值称为负胀差。根据汽缸分类又可分为高差、中差、低I差、低II差。

胀差数值是很重要的运行参数，若胀差超限，则热工保护动作使主机脱扣，避免动静部分发生碰撞，损坏设备。启动时，一般应用加热装置来控制汽缸的膨胀量，而转子主要依靠汽轮机的进汽温度和流量以及轴封汽的汽温和流量来控制转子的膨胀量。启动时胀差一般向正方向发展。汽轮机在停用时，随着负荷、转速的降低，转子冷却比汽缸快，所以胀差一般向负方向发展，特别是滑参数停机时尤其严重，必须采用汽加热装置向汽缸夹层和法兰通以冷却蒸汽，以免胀差保护动作。汽轮发电机中，由于蒸汽在动叶中做功，以及隔板汽封间隙中的漏汽等原因，使动叶前后的蒸汽压力有一个压降。这个压降使汽轮机转子顺着蒸汽流动方向形成一个轴向的推力，从而产生轴向位移。如果轴向位移大于汽轮机动静部分的最小间隙就会使汽轮机静、转子相碰而损坏。轴向位移增大，会使推力瓦温度开高，乌金烧毁，机组还会出现剧烈振动，故必须紧急停机，否则将带来严重后果。汽轮机3号轴承处安装有1号胀差探测器

轴位移知识

传感器系统 3500 XL 8 mm 电涡流传感器系统由以下几部分组成： 3500 XL 8mm 探头； 3500 XL 延伸电缆； 3500 XL 前置器。 系统输出正比于探头端部与被测导体表面之间的距离的电压信号。它既能进行静态（位移）测量又能进行动态（振动）测量，主要用于油膜轴承机械的振动和位移测量，以及键相位和转速测量2。 3300 XL8mm 系统是我们性能最先进的电涡流传感器系统，100%符合美国石油学会（API）为这类传感器制定的670 标准（第四版）。所有的3300 XL 8mm 电涡流传感器系统都能达到规定的性能标准，并且探头、延伸电缆和前置器具有完全可互换性，不需要单独的匹配 组件或工作台校准。 3300 XL 8mm 传感器系统的每一个组件都是向后兼容的，并且和其 它的非XL 3300 系列的5mm和8mm 传感器系统组件3可互换4。例如，当没有足够的空间安装8mm 探头时，通常使用3300 5mm 探头来代替5，6。 前置器 与以前的前置器相比，3300 XL 前置器有重大的改进。它既可以采用紧凑的导轨安装，也可以采用传统的面板安装。当采用面板安装时，其安装孔位置与以前四孔安装的3300 前置器相同。两种形式的安装基板均具有电绝缘性，不需要独立的绝缘板。3300 XL 前置器抗无线电干扰能力强，即使安装在玻璃纤维防护罩中，也不会受到附近无线电信号的干扰。改进的RFI/EMI 抗辐射能力使它不需要特殊的屏蔽导管或金属防护箱就可以达到欧洲电磁兼容性标准，从而减少了安装费用，降低了安装的复杂性。

电涡流传感器的原理以及实际应用和安装 一、概述 风机和电机振动检测使用美国本特立.内华达公司生产的3500电涡流传感器系统，本系统提供准确可靠的监测数据。 系统中主要使用了本特立.内华达公司的3500 XL 8 mm 电涡流传感器，这种电涡流传感器提供最大80 mils (2 mm)线性范围和200 mV/mil的输出。它在大多数机械监测应用中用于径向振动、轴向位移、转速的测量。 二、工作原理 电涡流传感器可分为高频反射式和低频透射式两类，我公司主要使用高频反射式电涡流传感器，下面将对其工作原理作以阐述： 电涡流传感器是基于电磁感应原理而工作的，但又完全不同于电磁感应，并且在实际测量中要避免电磁感应对其的干扰。电涡流的形成：现假设有一线圈中的铁心是由整块铁磁材料制成的，此铁心可以看成是由许多与磁通相垂直的闭合细丝所组成，因而形成了许多闭合的回路。当给线圈通入交变的电流时，由于通过铁心的磁通是随着电流做周期性变化的，所以在这些闭合回路中必有感应电动势产生。在此电动势的作用下，形成了许多旋涡形的电流，这种电流就称为电涡流。电涡流传感器的工作原理如下图所示：