一种转子振动检测系统的制作方法

本实用新型涉及振动检测技术领域，尤其涉及一种转子振动检测系统。

背景技术：

转子系统中，多数场合下转子发生振动时振动的位移量很微小，难以精确测量。相对地，轴承的振动位移量较大，更易测量。由于大多数高速转子系统(例如微型燃气轮机的转子系统)支撑结构紧凑、空间有限，难以在支撑转子的轴承与转子间隙中布置测量转子振动的传感器及相关走线，因此难以对转子振动进行准确的测量。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种转子振动检测系统，其能够方便传感器的布置，并通过检测轴承的振动信息准确地反应转子的振动情况。

本实用新型的技术方案如下：

一种转子振动检测系统，包括：轴承、转子、定子、阻尼器、第一传感器以及处理分析装置，

其中，所述轴承和转子之间具有第一间隙，所述轴承和定子之间设置所述阻尼器，所述阻尼器和定子之间具有第二间隙，所述第二间隙大于第一间隙；

所述第一传感器设置在所述第二间隙内，用于测量转子和轴承的相对振动信息，所述第一传感器连接处理分析装置。

进一步的，所述阻尼器为橡胶材料的阻尼器，所述阻尼器设置在轴承外周开设的槽孔内。

进一步的，所述第一传感器为压电陶瓷传感器。

进一步的，所述第一传感器设置在阻尼器外周上；

或者，所述第一传感器设置于阻尼器相对的定子内周上。

进一步的，所述阻尼器外周或定子内周沿周向设置多个第一传感器；

且所有相邻设置的两个第一传感器间隔的圆周角都相同。

进一步的，所述阻尼器外周或定子内周沿周向设置多个第一传感器；

且在下半圆周设置的第一传感器数量大于上半圆周设置的第一传感器数量。

进一步的，所述检测系统还包括第二传感器，所述第二传感器用于测量轴承和转子相对于地面的绝对振动信息，所述第二传感器连接处理分析装置；

所述处理分析装置接收第一传感器的相对位移信息和第二传感器的绝对位移信息，基于相对位移信息及绝对位移信息确定转子/轴承的运动轨迹。

进一步的，所述第二传感器为位移传感器或速度传感器或加速度传感器。

进一步的，所述第二传感器设置在转子系统的外壳上；

或者，所述第二传感器设置在支撑转子系统的台架上。

进一步的，所述处理分析装置包括振动信息转换模块和运动轨迹确定模块；

所述振动信息转换模块用于将振动信息转换为轴承的振动幅值，所述运动轨迹确定模块用于将轴承各个方向的振动幅值还原为轴承/转子的运动轨迹。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型在轴承与定子间设置阻尼器，阻尼器与定子间隙大于轴承与转子间隙，因此在阻尼器与定子间隙之间布置传感器可获得更大的布设空间，有利于传感器的布置以及走线。

2、与转子振动相比，支撑转子的轴承的振动量更容易测量，因此在阻尼器上布置传感器测量轴承振动特征，进而用轴承的振动特征反应转子的振动特征更准确可靠；轴承振动时的位移量可通过测量阻尼器的压缩量得到，采用压电陶瓷传感器测量阻尼器的压缩量可节约系统成本；考虑到轴承和转子系统受重力影响，在下半圆周会产生更多接触，因此在下半圆周合理布设数量较上半圆周多的传感器，可更准确地获取轴承和转子的振动信息。

3、本实用新型除在系统内部布置传感器测量轴承和转子间的相对振动外，在系统外部设置测量轴承和转子相对地面的绝对振动；同时测量轴承和转子的相对振动信息及轴承和转子相对地面的绝对振动信息，能更准确地还原出轴承和转子系统振动时的运动轨迹。

附图说明

图1是本实用新型检测系统结构示意图。

图2是本实用新型阻尼器布置方式示意图。

具体实施方式

为了更好的了解本实用新型的技术方案，下面结合具体实施例、说明书附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，为本实用新型实施例提供的检测系统结构示意图。

在本实施例中，转子1由轴承2支撑，转子1和轴承2间形成第一间隙6。轴承2和定子3间设置阻尼器4，阻尼器4和定子3间形成第二间隙7，第一传感器5设置在第二间隙7内并与分析处理装置8连接。

由于第二间隙7大于第一间隙6，因而在第二间隙7布置第一传感器5可获得更大的布设空间。

本实施例中，阻尼器4可以通过自身的形变吸收系统的振动，有助于系统顺利度过临界转速或者降低动平衡等级要求，还可以在外界有干扰振动的时候起到减震作用。

在本实用新型的技术方案中，在第二间隙7设置阻尼器4，将阻尼器4设置在轴承2外周开设的槽孔内(如图2所示)，还可在转子1和轴承2间即第一间隙6也设置阻尼器4(未在图1、图2中示出)。本实用新型不对阻尼器4的材料做具体限制，优选橡胶材料的阻尼器，橡胶材料的阻尼器优选o型环。

阻尼器4在受到外界压力时(例如轴承2振动时，设置在第二间隙7的阻尼器4会受到轴承2和/或定子3的压力)会发生形变，可以通过测量阻尼器4在受到某个方向压力时产生的形变大小来反映轴承2某个方向的振动大小，进而反映转子1某个方向的振动大小。

本实用新型中，第一传感器5用于测量相对振动信息。相对振动信息定义为与转子1和轴承2间相对振动的位移大小相关的信息，基于相对振动信息可以确定转子1和轴承2间相对振动的位移大小，即还原出转子/轴承在振动期间的相对运动轨迹。具体地，在转子1和轴承2发生相对振动时，阻尼器4受到挤压发生弹性形变，进而设置在第二间隙7的第一传感器5受到轴承2和/或定子3的压力，所受压力大小与阻尼的弹性形变大小相关。第一传感器5基于自身的特性将所受压力转换成相应的相对振动信息，基于这些反应转子/轴承振动的相对振动信息，可以还原出转子/轴承在振动期间的运动轨迹。本实用新型不对传感器的类型做具体限制，考虑到成本因素，优选压电陶瓷传感器。

本实用新型中，第一传感器5设置在第二间隙7，具体地，第一传感器5可以设置在阻尼器4的外周上，也可以设置在与阻尼器4相对的定子3内周上。不对第一传感器5的数量做具体限制，第一传感器5可以沿周向均匀/非均匀地设置在阻尼器4外周或定子3内周上。

可选地，可以沿阻尼器4外周或定子3内周周向均匀地设置传感器5。沿周向均匀地设置第一传感器5定义为所有相邻设置的两个第一传感器间隔的圆周角都相同(如都为60°、45°或30°)。例如，为了能得到转子/轴承在各个方向上的振动情况，可以在阻尼器4的外圆周或定子3内周上距离45°的圆周角设置一个第一传感器5，一共设置8个第一传感器5(图1中仅示例性标出一个传感器)。

可选地，可以沿阻尼器4外周或定子3内周周向非均匀地设置传感器5。沿周向非均匀地设置第一传感器5定义为相邻设置的两个第一传感器间隔的圆周角不一定相同(如有些相邻第一传感器间隔的圆周角为60°，有些为45°，有些为30°)。例如，由于受到重力的影响，转子1和轴承2往往在下半部会有更多的接触，因此可以在阻尼器4外周或定子3内周的下半圆周设置较上半圆周数量更多的第一传感器以获取更准确的振动信息。例如，可以在上半圆周距离45°的圆周角设置一个第一传感器5，在下半圆周距离30°圆周角设置一个第一传感器5，一共设置10个第一传感器5。

与转子振动相比，支撑转子的轴承的振动量更容易测量，因此本实用新型在阻尼器4上布置传感器测量轴承振动特征，进而用轴承2的振动特征反应转子的振动特征更准确可靠；轴承2振动时的位移量可通过测量阻尼器5的压缩量得到，采用压电陶瓷传感器测量阻尼器的压缩量可节约系统成本；考虑到轴承2和转子系统受重力影响，在下半圆周会产生更多接触，因此在下半圆周合理布设数量较上半圆周多的传感器，可更准确地获取轴承2和转子1的振动信息。

本实用新型实施例中，还提供有用于提高转子振动测量精度的第二传感器。

第二传感器9用于测量绝对振动信息。绝对振动信息定义为与轴承2和转子1相对于地面振动的位移大小相关的信息，基于绝对振动信息可以确定转子1和轴承2相对地面振动的位移大小，即还原出转子/轴承在振动期间的绝对运动轨迹。第二传感器9可以是位移传感器、速度传感器、加速度传感器。第二传感器9可以设置在转子系统的外壳上，也可以设置在支撑转子系统的台架上。其中，转子系统包括转子1和轴承2，在一些实施例中，如在微型燃气轮机转子系统中，还包括压气机、透平、电机等其它部件。

本实用新型的处理分析装置8接收(可通过有线或无线方式接收)第一传感器5的相对位移信息和第二传感器9的绝对位移信息，基于相对位移信息及绝对位移信息确定转子/轴承的运动轨迹。处理分析装置8可以进一步包括振动信息转换模块和运动轨迹确定模块。振动信息转换模块用于将振动信息(如第一传感器5、第二传感器9测量到的电流或电压值)转换为轴承2的振动幅值。运动轨迹确定模块用于将轴承2各个方向的振动幅值还原为轴承/转子的运动轨迹。

本实用新型除在系统内部布置传感器测量轴承2和转子1间的相对振动外，在系统外部设置测量轴承2和转子1相对地面的绝对振动。同时测量轴承2和转子1的相对振动信息及轴承2和转子1相对地面的绝对振动信息，能更准确地还原出轴承2和转子系统振动时的运动轨迹。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的实用新型范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述实用新型构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能。