風(fēng)力渦輪機(jī)軸對(duì)正系統(tǒng)的工作原理

風(fēng)力渦輪機(jī)軸對(duì)正系統(tǒng)（Shaft Alignment System）的核心作用是確保風(fēng)力發(fā)電機(jī)中各轉(zhuǎn)動(dòng)部件（如主軸、齒輪箱軸、發(fā)電機(jī)軸）的軸線精確對(duì)齊，以減少振動(dòng)、磨損和能量損耗，延長設(shè)備壽命。其工作原理主要基于 測(cè)量偏差-分析調(diào)整-反饋校正 的閉環(huán)控制邏輯，具體步驟如下：

一、系統(tǒng)組成與核心部件

 軸對(duì)正系統(tǒng)通常包括以下關(guān)鍵組件：

 傳感器模塊：用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)軸的位置和角度偏差，常見類型包括：

 激光發(fā)射器與接收器：通過激光束測(cè)量兩軸的徑向（平行度）和軸向（角度）偏差。

 應(yīng)變儀或加速度傳感器：檢測(cè)振動(dòng)信號(hào)，輔助判斷軸對(duì)中狀態(tài)。

 編碼器：記錄軸的旋轉(zhuǎn)位置，用于動(dòng)態(tài)對(duì)中分析。

 控制系統(tǒng)：處理傳感器數(shù)據(jù)，計(jì)算偏差值并生成調(diào)整指令。

 調(diào)整機(jī)構(gòu)：如液壓千斤頂、螺栓調(diào)整裝置、伺服電機(jī)等，用于物理調(diào)整軸的位置。

二、核心工作原理（以激光對(duì)中法為例）

 1. 初始測(cè)量：獲取偏差數(shù)據(jù)

 安裝傳感器：在待對(duì)正的兩軸（如齒輪箱輸出軸與發(fā)電機(jī)輸入軸）上分別安裝激光發(fā)射器（安裝于主動(dòng)軸）和接收器（安裝于從動(dòng)軸），或在兩軸上固定測(cè)量靶片。

 旋轉(zhuǎn)軸并采集數(shù)據(jù)：手動(dòng)或低速旋轉(zhuǎn)兩軸，傳感器在多個(gè)角度（如0°、90°、180°、270°）采集兩軸的徑向距離（反映平行度偏差，即“偏移量"）和軸向間隙（反映角度偏差，即“張口值"）。

 數(shù)據(jù)示例：若兩軸不對(duì)中，接收器會(huì)檢測(cè)到激光束在垂直或水平方向的偏移，換算為毫米級(jí)的徑向偏差（如±0.1mm）和角度偏差（如±0.1°）。

2.偏差分析：計(jì)算調(diào)整量

控制系統(tǒng)根據(jù)幾何關(guān)系（如“雙平面法"或“三平面法"），結(jié)合軸的長度、聯(lián)軸器類型（剛性或彈性）及允許的公差范圍（通常徑向偏差≤0.05mm/m，角度偏差≤0.05°），計(jì)算出從動(dòng)軸需要調(diào)整的方向（上下、左右平移或傾斜）和具體位移量。

 例如：若檢測(cè)到發(fā)電機(jī)軸相對(duì)于齒輪箱軸向上偏移0.5mm、前傾0.2°，系統(tǒng)會(huì)計(jì)算出需要下調(diào)發(fā)電機(jī)前腳、上調(diào)后腳的具體高度差。

 3. 機(jī)械調(diào)整：執(zhí)行對(duì)正操作

 調(diào)整機(jī)構(gòu)根據(jù)指令動(dòng)作：

 平移調(diào)整：通過液壓千斤頂或螺栓頂推裝置，微調(diào)設(shè)備底座的水平或垂直位置（精度可達(dá)±0.01mm）。

 角度調(diào)整：通過增減墊片（靜態(tài)調(diào)整）或伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的傾斜機(jī)構(gòu)，修正軸的俯仰或偏轉(zhuǎn)角度。調(diào)整過程中需多次重復(fù)測(cè)量-調(diào)整步驟，直至偏差值落入允許范圍。

 4. 動(dòng)態(tài)驗(yàn)證與反饋

 對(duì)于大型風(fēng)力渦輪機(jī)，可能在低負(fù)載運(yùn)行時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)對(duì)中驗(yàn)證：通過振動(dòng)傳感器監(jiān)測(cè)軸系振動(dòng)幅值（如允許振動(dòng)速度≤2.3mm/s），若振動(dòng)異常，系統(tǒng)會(huì)提示進(jìn)一步微調(diào)。

 部分系統(tǒng)具備自動(dòng)閉環(huán)控制功能，可在設(shè)備運(yùn)行中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并補(bǔ)償微小熱膨脹或形變引起的偏差。