API Radian激光跟踪仪典型应用案例之水电站发电机转子检修测量

国际金属加工网 2021年11月11日

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水利资源的充分利用

水电站,是利用水轮机带动发电机旋转,将机械能转变成电能的发电工厂。伴随着我国水利发电技术及产业的发展,水利发电设施已被广泛建设于各优质水利资源覆盖范围内,并为周边人民的生产生活提供电力资源。

测量需求&作业特征

本次测量任务是对水电站发电机转子的电机主轴进行形变程度的检测。发电时,电机主轴在水轮机的带动下会高速旋转,如果电机主轴有较大的弯曲变形,就会在旋转时巨大离心力的作用下,对发电机造成损伤,甚至造成水电站的运行事故。所以,对电机主轴的定期检测非常必要。

待检测的水电站位于我国中部山区长江支流流域,建于群山之间,地区海拔高度在1500-2000米,地理位置及周边环境较为复杂。

基于测量需求,此次作业具备如下特征:

1.大尺寸高精度测量

待测电机主轴的长度均在5-8米之间,同时要求的最大允许误差在0.05mm,属于针对大尺寸部件的高精度测量。

2.地形及测量环境复杂

测量的现场海拔高,位于山区,不利于大型工部件的挪移,给测量作业预留的空间较为狭小,且现场湿度大;通常来讲,这些因素都不利于精密测量作业的实施。

3.时间紧、任务重,要求高效

本次测量作业时间紧、任务重,需要快速对电机主轴进行检测,减少停机时间,最大程度避免发电效益的损失。

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图为:本案水电站发电机主轴Radian激光跟踪仪检测作业中

API解决方案

结合此次测量作业的需求和特点,API测量服务团队选择使用Radian激光跟踪仪实施检测作业,从而满足客户对于测量的各项要求。

1.Radian激光跟踪仪是大尺寸精密测量的绝佳解决方案,其拥有超过160米的测量范围,同时具备微米(μm,0.001mm)级别的测量精度,可充分满足针对电机主轴的检测范围及精度需求;只需将Radian激光跟踪仪架设在待测电机主轴周边的合适位置,即可开始测量:操作者手持内置棱镜的激光跟踪仪靶球(SMR),碰触在主轴上选取的相应参照点,激光跟踪仪会射出激光并实时锁定跟踪SMR的球心点,在靶球碰触待测点的时候,以1000Hz的速率采集该点的空间坐标数据,并传递回软件,进行记录;待所有参照点数据采集完毕后,即可在软件中使用这些点构建相应位置的圆柱,计算生成理论轴线及实际检测数值的偏差,从而实现对电机主轴形变的高精度检测。

2.Radian激光跟踪仪采用高集成轻量化设计,主机尺寸仅为177×177×355mm,且主机重量仅为9Kg(Radian Pro型号),并可以竖直、横向、倒置、或任何倾斜角度的方式在三脚架、磁力吸盘、乃至工件本体上灵活安装,其便携性、灵活性可充分克服由于空间狭小给测量作业带来的难题;此外,Radian激光跟踪仪集成有环境数据采集系统(气象站),可实时精准感知测量环境,对环境温度、环境湿度(0-95%无凝结)、气压、材料温度等环境因素带来的误差进行补偿,保障测量数值的精准;其中,Radian高至超过4415米的高海拔测量能力(请参考应用案例《API激光跟踪仪助力中信重工顺利完成高海拔精密测量任务》),也让其可充分适应测量地区海拔1500-2000米的作业环境。

3.测量软件会按照操作者指令,对采集到的数据进行自动的形位公差计算和分析,可设置误差范围,实时出具测量分析图以及检测报告,检测结果一目了然,既准确、又高效。

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图为:本案发电机主轴检测报告(数据经遮挡处理),绿色为公差范围内,红色蓝色为超差部分

结     论

Radian激光跟踪仪,以其在复杂环境中快速高效实施大尺度精准测量的能力,充分满足本案中水电站发电机主轴形变偏差的各项检测需求,在有限的时间内,实施了对标的的精准检测,有效降低了停机时间,提升了生产效率。

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