基于水準(zhǔn)儀的水輪機(jī)槳葉轉(zhuǎn)角測量方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于水準(zhǔn)儀的水輪機(jī)槳葉轉(zhuǎn)角測量方法，實施步驟包括：在槳葉的頂部中心線兩端各選擇一個參考點，測量出兩個參考點的直線距離L1，始化槳葉接力器行程作為初始的槳葉轉(zhuǎn)角β，通過油壓裝置調(diào)節(jié)槳葉接力器行程，用水準(zhǔn)儀分別測量出每一個當(dāng)前槳葉接力器行程下各槳葉上兩個參考點相對同一參考平面A的高程，計算兩個參考點之間的高程差△H，根據(jù)函數(shù)β＝arcsin(△H/L1)計算每一個當(dāng)前槳葉接力器行程下的槳葉轉(zhuǎn)角β。本發(fā)明能夠檢測轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)解體檢修前后，因更換內(nèi)部傳動部件引起的槳葉初始角度和槳葉總轉(zhuǎn)角偏差，確保了水輪機(jī)檢修后槳葉初始角度的一致、槳葉轉(zhuǎn)角均勻、有利于水輪機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定，具有操作簡單、測量準(zhǔn)確的優(yōu)點。
【專利說明】
基于水準(zhǔn)儀的水輪機(jī)槳葉轉(zhuǎn)角測量方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及水電行業(yè)轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)的槳葉轉(zhuǎn)角測量技術(shù)，具體涉及一種基于水準(zhǔn)儀的水輪機(jī)槳葉轉(zhuǎn)角測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水輪機(jī)設(shè)備生產(chǎn)廠家通常在發(fā)貨前對水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪進(jìn)行預(yù)裝配，將各槳葉的相應(yīng)傳動零件做好分類和位置標(biāo)記，再拆分運(yùn)輸至水輪機(jī)安裝施工現(xiàn)場，按照預(yù)裝配時做好的標(biāo)記重新組裝。新投產(chǎn)機(jī)組一般不需要做此項目。在水輪機(jī)運(yùn)行一段時間以后，由于相關(guān)機(jī)械零部件的磨損，也可能出現(xiàn)水輪機(jī)槳葉轉(zhuǎn)角變化，過大的偏差會造成水輪機(jī)的出力不足、效率降低以及穩(wěn)定性變差。因此很有必要在檢修時對水輪機(jī)槳葉轉(zhuǎn)角和開口進(jìn)行調(diào)整修正。然而在檢修現(xiàn)場缺乏相應(yīng)先進(jìn)的測量工具，無法確定槳葉旋轉(zhuǎn)中心線的準(zhǔn)確位置，對槳葉轉(zhuǎn)角進(jìn)行準(zhǔn)確測量難度很大。一般不做此測量項目，或用角度儀放在槳葉上的方式進(jìn)行簡單角度測量，這種方式受槳葉表面位置、變形程度的影響很大，測量值不精確甚至偏差很大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題:針對現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，提供一種能夠檢測轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)解體檢修前后因更換內(nèi)部傳動部件引起的槳葉初始角度和槳葉總轉(zhuǎn)角偏差，確保了水輪機(jī)檢修后槳葉初始角度的一致、槳葉轉(zhuǎn)角均勻、有利于水輪機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定、操作簡單、測量準(zhǔn)確的基于水準(zhǔn)儀的水輪機(jī)槳葉轉(zhuǎn)角測量方法。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0005]—種基于水準(zhǔn)儀的水輪機(jī)槳葉轉(zhuǎn)角測量方法，步驟包括:
[0006]I)在槳葉的頂部中心線兩端各選擇一個參考點，測量出兩個參考點的直線距離LI;
[0007]2)初始化槳葉接力器行程作為初始的槳葉轉(zhuǎn)角β;
[0008]3)用水準(zhǔn)儀分別測量出當(dāng)前槳葉接力器行程下各槳葉上兩個參考點相對同一參考平面A的高程；
[0009]4)計算兩個參考點之間的高程差ΛΗ，根據(jù)函數(shù)i3 = arCsin(AH/Ll)計算當(dāng)前槳葉接力器行程下的槳葉轉(zhuǎn)角β，其中ΛΗ表示兩個參考點的高程差，LI表示兩個參考點的直線距離；
[0010]5)判斷槳葉接力器行程是否已經(jīng)達(dá)到槳葉接力器行程的預(yù)設(shè)閾值，如果達(dá)到預(yù)設(shè)閾值則結(jié)束并退出；否則，通過油壓裝置使槳葉接力器行程運(yùn)動至下一個指定的測量點，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟3)。
[0011 ]優(yōu)選地，所述步驟I)的詳細(xì)步驟包括:
[0012]1.1)判斷槳葉的頂部中心線是否明顯，如果槳葉的頂部中心線明顯則選擇槳葉的頂部中心線兩端的端點Pl和Ρ2作為參考點，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟1.3);否則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟1.2);
[0013]1.2)判斷靠近中心線的槳葉頂部邊緣進(jìn)水邊的端點Pl是否磨損，如果靠近中心線的槳葉頂部邊緣進(jìn)水邊的端點Pl未磨損，則以靠近中心線的槳葉頂部邊緣進(jìn)水邊的端點Pl作為第一個參考點，否則以靠近中心線的槳葉頂部邊緣進(jìn)水邊的端點內(nèi)側(cè)的磨損端角點P3作為參考點Pl;判斷靠近中心線的槳葉頂部邊緣出水邊的端點P2是否磨損，如果靠近中心線的槳葉頂部邊緣出水邊的端點P2未磨損，則以靠近中心線的槳葉頂部邊緣出水邊的端點P2作為第二個參考點，否則以靠近中心線的槳葉頂部邊緣出水邊的端點內(nèi)側(cè)的磨損端角點P4作為第二個參考點；
[0014]1.3)測量出兩個參考點之間的直線距離LI。
[0015]優(yōu)選地，所述步驟2)中初始化槳葉接力器行程時，初始化的槳葉接力器行程為0% ;所述步驟5)中槳葉接力器行程的預(yù)設(shè)閾值為100%。
[0016]優(yōu)選地，所述步驟5)中通過油壓裝置使槳葉接力器行程運(yùn)動至下一個指定的測量點時，還包括在槳葉根部進(jìn)水邊下方合適位置放置支墩或支架，并在支墩或支架和槳葉根部進(jìn)水邊之間配合楔形塞塊頂住槳葉根部進(jìn)水邊，在槳葉根部架設(shè)百分表并監(jiān)測槳葉在測量過程中槳葉根部的回彈量，如果槳葉根部的回彈量超過預(yù)設(shè)閾值，則跳轉(zhuǎn)重新執(zhí)行步驟
3);否則繼續(xù)向后執(zhí)行。
[0017]本發(fā)明基于水準(zhǔn)儀的水輪機(jī)槳葉轉(zhuǎn)角測量方法具有下述優(yōu)點:本發(fā)明在槳葉的頂部中心線兩端各選擇一個參考點，測量出兩個參考點的直線距離LI;初始化一組槳葉接力器行程，遍歷選擇一個槳葉接力器行程作為當(dāng)前槳葉接力器行程，始化槳葉接力器行程作為初始的槳葉轉(zhuǎn)角β，通過油壓裝置調(diào)節(jié)槳葉接力器行程，用水準(zhǔn)儀分別測量出每一個當(dāng)前槳葉接力器行程下各槳葉上兩個參考點相對同一參考平面A的高程，計算兩個參考點之間的高程差ΛΗ，根據(jù)函數(shù)P = arcsin(AH/Ll)計算每一個當(dāng)前槳葉接力器行程下的槳葉轉(zhuǎn)角β，從而能夠檢測轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)解體檢修前后因更換內(nèi)部傳動部件引起的槳葉初始角度和槳葉總轉(zhuǎn)角偏差，確保了水輪機(jī)檢修后槳葉初始角度的一致、槳葉轉(zhuǎn)角均勻、有利于水輪機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定，具有操作簡單、測量準(zhǔn)確的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明實施例方法的基本流程示意圖。
[0019]圖2為本發(fā)明實施例方法選擇參考點的原理示意圖。
【具體實施方式】
[0020]如圖1所示，本實施例基于水準(zhǔn)儀的水輪機(jī)槳葉轉(zhuǎn)角測量方法的步驟包括:
[0021]I)在槳葉的頂部中心線兩端各選擇一個參考點，測量出兩個參考點的直線距離LI；
[0022]2)初始化槳葉接力器行程作為初始的槳葉轉(zhuǎn)角β;
[0023]3)用水準(zhǔn)儀分別測量出當(dāng)前槳葉接力器行程下各槳葉上兩個參考點相對同一參考平面A的高程；
[0024]4)計算兩個參考點之間的高程差ΛΗ，根據(jù)函數(shù)i3 = arCsin(AH/Ll)計算當(dāng)前槳葉接力器行程下的槳葉轉(zhuǎn)角β，其中ΛΗ表示兩個參考點的高程差，LI表示兩個參考點的直線距離；
[0025]5)判斷槳葉接力器行程是否已經(jīng)達(dá)到槳葉接力器行程的預(yù)設(shè)閾值，如果達(dá)到預(yù)設(shè)閾值則結(jié)束并退出；否則，通過油壓裝置使槳葉接力器行程運(yùn)動至下一個指定的測量點，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟3)。
[0026]本實施例中，步驟I)的詳細(xì)步驟包括:
[0027]1.1)判斷槳葉的頂部中心線是否明顯，如果槳葉的頂部中心線明顯則選擇槳葉的頂部中心線兩端的端點Pl和P2(見圖2)作為參考點，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟1.3);否則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟
1.2)；
[0028]1.2)判斷靠近中心線的槳葉頂部邊緣進(jìn)水邊的端點Pl是否磨損，如果靠近中心線的槳葉頂部邊緣進(jìn)水邊的端點Pl未磨損，則以靠近中心線的槳葉頂部邊緣進(jìn)水邊的端點Pl作為第一個參考點，否則以靠近中心線的槳葉頂部邊緣進(jìn)水邊的端點內(nèi)側(cè)的磨損端角點P3(見圖2)作為參考點Pl;判斷靠近中心線的槳葉頂部邊緣出水邊的端點P2是否磨損，如果靠近中心線的槳葉頂部邊緣出水邊的端點P2未磨損，則以靠近中心線的槳葉頂部邊緣出水邊的端點P2作為第二個參考點，否則以靠近中心線的槳葉頂部邊緣出水邊的端點內(nèi)側(cè)的磨損端角點P4(見圖2)作為第二個參考點；
[0029]1.3)測量出兩個參考點之間的直線距離LI。
[0030]本實施例中，選擇的兩個參考點具體為槳葉的頂部中心線兩端的端點Pl和P2，端點Pl對應(yīng)的高程為Hl，端點P2對應(yīng)的高程為H2(同理，磨損端角點P3對應(yīng)的高程為H3，磨損端角點P4對應(yīng)的高程為H4)，兩個參考點之間的高程差ΛΗ為高程H1、高程H2之間的距離，兩個參考點之間的直線距離LI具體如圖2所示。
[0031]本實施例中，所述步驟2)中初始化槳葉接力器行程時，初始化的槳葉接力器行程為0%;所述步驟5)中槳葉接力器行程的預(yù)設(shè)閾值為100%，槳葉接力器行程的測量點具體包括O %、25 %、50 %、75 %、100 %五種。槳葉初始角度即是槳葉接力器在O %行程下的槳葉角度值，槳葉總轉(zhuǎn)角即是槳葉接力器在0%行程和100%行程下的槳葉角度差值。因此一般而言，初始化一組槳葉接力器行程時槳葉接力器行程應(yīng)當(dāng)至少包括0%、100%兩種行程。
[0032]為確保測量精度，防止測量過程中槳葉位置發(fā)生變動，本實施例步驟5)中通過油壓裝置使槳葉接力器行程運(yùn)動至下一個指定的測量點時，還包括在槳葉根部進(jìn)水邊下方合適位置放置支墩或支架，并在支墩或支架和槳葉根部進(jìn)水邊之間配合楔形塞塊頂住槳葉根部進(jìn)水邊，在槳葉根部架設(shè)百分表并監(jiān)測槳葉在測量過程中槳葉根部的回彈量，如果槳葉根部的回彈量超過預(yù)設(shè)閾值，則跳轉(zhuǎn)重新執(zhí)行步驟3);否則繼續(xù)向后執(zhí)行。通過上述方式，能夠確保槳葉根部的回彈量處于預(yù)設(shè)閾值內(nèi)，從而能夠提高槳葉轉(zhuǎn)角檢測的準(zhǔn)確定和可靠性。
[0033]本實施例水輪機(jī)槳葉轉(zhuǎn)角測量方法操作簡單，測量準(zhǔn)確，已在洪江電廠5臺水輪機(jī)檢修中發(fā)揮作用，確保了水輪機(jī)檢修后槳葉初始角度的一致，保證了槳葉轉(zhuǎn)角的均勻性，有利于水輪機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定。需要說明的是，一般轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)有3?5片槳葉，多片槳葉通過連桿共用一個槳葉接力器，當(dāng)接力器運(yùn)行時，多片槳葉同時運(yùn)行，理論上每片槳葉此時的角度應(yīng)一致，因此采用本實施例水輪機(jī)槳葉轉(zhuǎn)角測量方法進(jìn)行測量時，只需要對一片槳葉進(jìn)行測量即可。但是，對于上每片槳葉的槳葉轉(zhuǎn)角不一致的水輪機(jī)而言，則采用本實施例水輪機(jī)槳葉轉(zhuǎn)角測量方法進(jìn)行測量時需要單獨對每一片槳葉進(jìn)行測量。
[0034]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種基于水準(zhǔn)儀的水輪機(jī)槳葉轉(zhuǎn)角測量方法，其特征在于步驟包括: 1)在槳葉的頂部中心線兩端各選擇一個參考點，測量出兩個參考點的直線距離LI; 2)初始化槳葉接力器行程作為初始的槳葉轉(zhuǎn)角β; 3)用水準(zhǔn)儀分別測量出當(dāng)前槳葉接力器行程下各槳葉上兩個參考點相對同一參考平面A的尚程； 4)計算兩個參考點之間的高程差ΛΗ，根據(jù)函數(shù)i3= arCsin(AH/Ll)計算當(dāng)前槳葉接力器行程下的槳葉轉(zhuǎn)角β，其中ΛΗ表示兩個參考點的高程差，LI表示兩個參考點的直線距離； 5)判斷槳葉接力器行程是否已經(jīng)達(dá)到槳葉接力器行程的預(yù)設(shè)閾值，如果達(dá)到預(yù)設(shè)閾值則結(jié)束并退出；否則，通過油壓裝置使槳葉接力器行程運(yùn)動至下一個指定的測量點，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟3)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于水準(zhǔn)儀的水輪機(jī)槳葉轉(zhuǎn)角測量方法，其特征在于，所述步驟I)的詳細(xì)步驟包括: 1.1)判斷槳葉的頂部中心線是否明顯，如果槳葉的頂部中心線明顯則選擇槳葉的頂部中心線兩端的端點Pl和Ρ2作為參考點，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟1.3)；否則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟1.2)； 1.2)判斷靠近中心線的槳葉頂部邊緣進(jìn)水邊的端點Pl是否磨損，如果靠近中心線的槳葉頂部邊緣進(jìn)水邊的端點Pl未磨損，則以靠近中心線的槳葉頂部邊緣進(jìn)水邊的端點Pl作為第一個參考點，否則以靠近中心線的槳葉頂部邊緣進(jìn)水邊的端點內(nèi)側(cè)的磨損端角點Ρ3作為參考點Pl;判斷靠近中心線的槳葉頂部邊緣出水邊的端點Ρ2是否磨損，如果靠近中心線的槳葉頂部邊緣出水邊的端點Ρ2未磨損，則以靠近中心線的槳葉頂部邊緣出水邊的端點Ρ2作為第二個參考點，否則以靠近中心線的槳葉頂部邊緣出水邊的端點內(nèi)側(cè)的磨損端角點Ρ4作為第二個參考點； 1.3)測量出兩個參考點之間的直線距離LI。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于水準(zhǔn)儀的水輪機(jī)槳葉轉(zhuǎn)角測量方法，其特征在于，所述步驟2)中初始化槳葉接力器行程時，初始化的槳葉接力器行程為0%;所述步驟5)中槳葉接力器行程的預(yù)設(shè)閾值為100%。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于水準(zhǔn)儀的水輪機(jī)槳葉轉(zhuǎn)角測量方法，其特征在于，所述步驟5)中通過油壓裝置使槳葉接力器行程運(yùn)動至下一個指定的測量點時，還包括在槳葉根部進(jìn)水邊下方合適位置放置支墩或支架，并在支墩或支架和槳葉根部進(jìn)水邊之間配合楔形塞塊頂住槳葉根部進(jìn)水邊，在槳葉根部架設(shè)百分表并監(jiān)測槳葉在測量過程中槳葉根部的回彈量，如果槳葉根部的回彈量超過預(yù)設(shè)閾值，則跳轉(zhuǎn)重新執(zhí)行步驟3);否則繼續(xù)向后執(zhí)行。
【文檔編號】G01C1/00GK106052634SQ201610639341
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月5日 公開號201610639341.2, CN 106052634 A, CN 106052634A, CN 201610639341, CN-A-106052634, CN106052634 A, CN106052634A, CN201610639341, CN201610639341.2
【發(fā)明人】石元, 簡孝林, 鄧亞, 張勇, 畢凱麟
【申請人】懷化沅江電力開發(fā)有限責(zé)任公司洪江水力發(fā)電廠