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1、 2009-2010 General Electric Company.All rights reserved.轴向位置测量轴向位置测量振动基础第5章(GE-Public)2 of 20 2009-2010 General Electric Company.All rights reserved.学习目标学习目标描述以下有关轴向位置测量传感器系统的基本概念：转子轴向负载轴向位置测量推力方向及监控器配置3 of 20 2009-2010 General Electric Company.All rights reserved.转子轴向负载转子轴向负载Nuovo Pignone,S.p.A.压力差
2、的存在可以对机器转子施加很大的轴向力。轴向负载压缩机排气口(高压)压缩机吸气口(低压)气体流向4 of 20 2009-2010 General Electric Company.All rights reserved.推力轴承推力轴承转子轴向负载转子轴向负载单个的滚动轴承可以承受适量的轴向载荷和径向载荷。液膜轴承可以承受径向负载，而单独的推力轴承则可以承受轴向负载。轴向负载轴向负载滚动体单元轴瓦止推环5 of 20 2009-2010 General Electric Company.All rights reserved.推力轴承示例推力轴承示例转子轴向负载转子轴向负载这幅照片展示了一个外
3、壳可以移动的可倾瓦推力轴承。瓦块上的枢轴有利于油楔的形成。双向轴承则可以承受任何一个轴向方向上的载荷。止推环推力瓦块枢轴6 of 20 2009-2010 General Electric Company.All rights reserved.轴向摩擦损伤轴向摩擦损伤转子轴向负载转子轴向负载正常的轴向位置转子推力轴承定子非正常的轴向位置转子推力轴承定子碰撞碰撞如果推力轴承失效，转子会发生轴向移动，这样则会发生灾难性的后果。7 of 20 2009-2010 General Electric Company.All rights reserved.轴向位置测量轴向位置测量利用涡流传感器进行测量
4、如果可能的话，我们一般将传感器探头直接安装推力轴承上。我们测量的是止推环相对于轴承座的轴向位移。如果止推环的轴向位置超过了设定值，则会发出警报或者将机器自动跳闸。转轴轴瓦轴瓦轴瓦止推环涡流传感器轴向位置测量8 of 20 2009-2010 General Electric Company.All rights reserved.探头安装位置探头安装位置轴向位置测量轴向位置测量通道 A 探头通道 B 探头止推环转轴在距离止推套环大约30cm（12in）的范围内安装探头当探头安装位置远离止推环时，转子的热膨胀将会给测量值带来较大的误差。.9 of 20 2009-2010 General Ele
5、ctric Company.All rights reserved.探头安装示例探头安装示例轴向位置测量轴向位置测量双轴向探头安装偏心探头轴向探头转速计10 of 20 2009-2010 General Electric Company.All rights reserved.转子位置测量转子位置测量轴向位置测量轴向位置测量图例:推力轴承与涡轮机外壳刚性连接。图例：推力轴承相对于涡轮外壳可以自由移动。转子机架如果推力轴承相对于涡轮外壳可以自由移动，那么我们就需要对转子轴向位置进行单独的测量。转子位置测量探头11 of 20 2009-2010 General Electric Company
6、.All rights reserved.推力方向及监控器配置推力方向及监控器配置正常方向正常方向在正常运行的情况下，转子移动的轴向方向。取决于机器具体的设计和操作性能监控器配置说明：反方向反方向与正常转子移动方向相反的方向。预示着机器在非正常的工况下运行。可以发出预警信号或者自动跳闸。图例：3500 机架配置选项Compressor 3B Thrust Alert 12 of 20 2009-2010 General Electric Company.All rights reserved.机器示例机器示例推力方向及监控器配置推力方向及监控器配置图例：汽轮机图例：轴流式压缩机正常推力方向高压
7、蒸汽低压蒸汽低压气体高压气体正常推力方向特定机器的正常推力方向13 of 20 2009-2010 General Electric Company.All rights reserved.浮动区域浮动区域推力方向及监控器配置推力方向及监控器配置在推力轴承边界内，转子轴向的最大移动范围，我们称之为浮动区域。我们一般将浮动区域的中点设定为监控系统的位移零点。浮动区域必须和传感器系统的量程相匹配。冷浮区热浮区反方向正常方向位移零点如果转子的轴向位置超过了浮动区域的临界值，随之发生的轴向摩擦将会产生非常严重的破坏！14 of 20 2009-2010 General Electric Company
8、.All rights reserved.满刻度量程和报警满刻度量程和报警推力方向及监控器配置推力方向及监控器配置正常位移零点0 mil+40 mil-40 mil靠近探头方向远离探头方向满刻度量程浮动区域警报警报超过警报设定点将发出报警信号超过危险设定点将导致自动停机危险危险15 of 20 2009-2010 General Electric Company.All rights reserved.显示示例显示示例推力方向及监控器配置推力方向及监控器配置在正常方向上移动在反方向上移动转子位于零位16 of 20 2009-2010 General Electric Company.All
9、rights reserved.Review QuestionsThrust Position Measurements1.轴向位置测量一般是以什么作为参考?a.惯性参考系b.机架c.推力轴承座2.哪种类型的轴承可以同时承受轴向和径向负载？a.液膜轴承b.磁力轴承c.滚动轴承17 of 20 2009-2010 General Electric Company.All rights reserved.Review QuestionsThrust Position Measurements3.为什么我们要在距离止推套环大约30厘米（约12英寸）的范围内安装轴向位置测量探头？4.正常推力方向和反推
10、力方向之间的区别是什么？18 of 20 2009-2010 General Electric Company.All rights reserved.Review QuestionsThrust Position Measurements5.我们是如何测量得到“浮动区域”的？6.除非有具体要求，我们一般将位置零点设定在什么地方？a.浮动区域靠近探头端的最大临界值。b.转子浮动区域的中点。c.浮动区域远离探头端的最大临界值。19 of 20 2009-2010 General Electric Company.All rights reserved.Review QuestionsThrust
11、 Position Measurements7.轴向位置传感器和监测系统的满刻度量程应该：a.小于浮动区域b.大于浮动区域c.浮动区域和满刻度量程之间没有任何关系8.轴向位置警报设定点和自动跳闸设定点都应该：a.在浮动区域以内b.在浮动区域以外c.和浮动区域没有任何关系20 of 20 2009-2010 General Electric Company.All rights reserved.Review QuestionsThrust Position Measurements9.下列哪种类型的机器需要进行转子轴向位置测量？a.交流感应电机b.轴流式压缩机c.汽轮发电机10.机器在正常运行过程中，进行吸气与排气，则转子所受推力的正常方向是什么？a.从高压端指向低压端b.从低压端指向高压端c.和机器内部的压力差没有关系