大型水轮机转轮静平衡测试

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1、《东方电机))2010年第2期3l大型水轮机转轮静平衡测试厉倩黄晓军摘要本文介绍了水轮赦．转轮静平衡的测试方法，电阻式应变片的结构、基本原理和粘贴方法。关键词水轮机转轮静平衡测试电阻式应变片1引言常用的电阻式应变片，它是由电阻丝栅、纸基及引线组成。电阻丝栅用绝缘胶水贴在上下纸基加工后的转轮由于质量分布不均匀使得转轮之间，引线焊在丝栅的两端图l所示)。质量不平衡，转轮重心与轴心会产生一个偏心距，电阻丝橱当主轴旋转时，由于失衡质量离心惯性力的作用，主轴将产生弯曲变形。轴变形越大，振动也越严重。因此在制造时，要进行转轮的静平衡试验，使不平衡重量尽可能小，从根本上

2、消除由于转轮质量不平衡造成的振动。2转轮静平衡测试方法图1电阻式应变片的结构图大型水轮机转轮静平衡的首选测试方法．应力3．2电阻式应变片的工作原理棒法，应力棒法转轮静平衡(测杆应变片法转轮静吸附在基体材料上的应变电阻随机械形变而平衡)是目前世界上先进的静平衡技术，它利用应产生阻值变化的现象，俗称为电阻应变效应。金属力棒稳定的基本原理，通过应力棒内应力的变化，导体的电阻值可用下式表示：将力学量转换成电量。当应力棒受力变形时，紧贴=导的电阻应变片的电阻也随之发生改变，电阻变化量式中P_金属导体的电阻率，Q-cm2／m由应变仪测出，进而得到所测部位的应变，由此来

3、．卜导体的截面积，cm确定转轮的不平衡力矩与方位。该平衡工艺具有上——导体的长度，m原理新颖、平衡精度高、操作简便的特点，可在各种当金属丝受外力作用时，其长度和截面积都会复杂的环境下对实际结构进行非破坏性测量，可适发生变化，从上式中可很容易看出，其电阻值即会用于不同类型、不同尺寸、不同重量的水轮机转轮。发生改变，假如金属丝受外力作用而伸长时，其长电阻应变片是核心部件，应变时应变片本身的质量度增加，而截面积减少，电阻值便会增大。当金属和粘贴质量的好坏对测量结果影响很大，它关系到丝受外力作用而压缩时，长度减小而截面增加，电整个静平衡的测试结果是否有效。阻值则会

4、减小。只要测出电阻的变化(通常是测量电阻两端的电压)，即可获得应变金属丝的应变。3电阻式应变片电阻式应变片电阻值选350Q，在应变片灵敏数K相同的一批应变片中，要保证电阻应变片本3．1电阻式应变片的结构身的电阻值的稳定。3．3应力棒表面的处理来稿时间：2009—12应力棒测点基底平整、清洁、干燥，使应变片能32《东方电机)~2OlO年第2期够牢固地粘贴到应力棒上，不脱落，不翘曲，不含气泡，用粗砂纸将应力棒上贴片位置的油污、锈迹、加工划痕除去，再用细砂纸打磨成45。交叉纹，之后用丙酮棉球将贴片处擦洗干净(见图2所示)。应力图2应力棒应变片粘贴处表面示意图3．

5、4应力片的粘贴应变片粘贴的位置及方向对应变测量的影响非常大，因为不同位置不同方向的应变是不同，应图4应力棒应变片粘贴示意图变片必须准确地粘贴在应力棒的应变测点上，首先要保证应变片与应力棒共同产生变形，其次，应变转轮的任何不平衡重与方位是通过贴在应力片必须牢固地粘贴在应力棒的被测点上。棒上的电阻应变片通过应变仪显示出来的。为此，先在应力棒的径向上画一条环状等分线，再沿应变片的布置应能显示应力棒互成90。位置的应轴向方向划90。的四条等分线；两线相交成．四个十变值，使在确定不平衡重时可不考虑其方向，同时字线(一根长，一根短)，十字线的交叉点对准测点消除转轮重量

6、的影响。为满足上述要求，在应力棒位置，较长的一根线要与应变测量方向一致(见图正反方向180。贴两个应变片，另两个应变片贴在3所示)。与前两个应变片互成90。位置。应变测薰中心点应力棒贴好的应变片，应无气泡、翘曲、脱胶等现象，用万用表检查应变片有无短路、断路和阻值发生突量方向变(因应变片粘贴不平整导致)的现象。3．5绝缘电阻检查图3应力棒应变片定位示意图应变片与试件之间必须是绝缘的，否则，实际分清应变片的正、反面(有引出线引出的一面电阻就会是应变片的电阻与试件电阻的并联，从而为正面)，在应变片的粘贴面上涂上一层粘结剂，导致测试的不准确。应变片与试件之间的绝缘

7、电当胶水发粘时，将其电阻栅的丝绕方向与十字线中阻在50Mfl以上为合格，低于50Mf~1]用红外线灯较长线的方向一致，即保证电阻栅的中心与十字交烤至合格，若再达不到要求，则重贴。叉点对准，垫上塑料薄膜，用手沿一个方向滚压(1～2)rain即可(见图4所示)。兆欧表图5绝缘度测量方法示意图《东方电机)2010年第2期333．6防潮层以准确的测量上述弯曲应力的数值和方向，根据测应变片在使用过程中不受潮，以保证应变片电出的数据，消除不平衡重所需的配重和配重位置。阻值的稳定，应变片在潮湿环境必须具有足够的绝应力棒觚由下式得出缘度，一旦应变片受潮，其阻值就会不稳定，

8、从而导k=￡·kI=九·10。。。·kl致无法准确地测量应变，因此