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水轮机轴和发电机轴联结找同心度工艺方法研究
摘要
水轮机和发电机是水电站中不可或缺的部分，为了保证其高效可靠地运行，轴联结的同心度控制技术显得尤为重要。本论文首先介绍了水轮机和发电机轴联结的意义及其应用领域，然后从轴联结的制约因素入手，探讨了目前常用的同心度测量方法和处理技术，在此基础上提出了一种新的轴联结同心度控制技术——基于图像处理的同心度检测方法，并进行了实际应用测试，结果表明该方法具有较高的可行性和效果。
关键词：水轮机，发电机，轴联结，同心度，图像处理
Abstract
Theshaftconnectiontechnologyplaysanimportantroleinensuringthehigh-efficiencyandreliableoperationofhydroelectricpowerplants,inwhichthewaterturbineandthegeneratorareindispensableparts.Thispaperfirstlyintroducesthesignificanceandapplicationfieldsoftheshaftconnectionbetweenthewaterturbineandthegenerator,andthenexploresthecommonconcentricitymeasurementmethodsandprocessingtechniquesfromtheconstraintsoftheshaftconnection.Basedonthis,anewshaftconnectionconcentricitycontroltechnologybasedonimageprocessingisproposedandtestedinpracticalapplication.Theresultsshowthatthismethodhashighfeasibilityandeffectiveness.
Keywords:waterturbine,generator,shaftconnection,concentricity,imageprocessing
一、引言
水力发电是一种清洁、可再生的能源，其发电过程中的核心设备是水轮机和发电机。水轮机的旋转与发电机的电能转换有着密不可分的关系，因此水轮机轴和发电机轴的联结质量直接关系到发电机的输出效率和寿命。在我国，随着水力发电工业的迅速发展，水力发电站的规模不断扩大，轴联结的同心度控制技术也得到了越来越多的关注。本文以水轮机轴和发电机轴的联结为研究对象，旨在探讨同心度的测量方法和处理技术，提出一种新的基于图像处理的同心度检测方法，并进行实际应用测试，以验证其可行性和实用性。
二、水轮机和发电机轴联结的意义及其应用领域
水轮机和发电机轴联结的意义在于将水轮机的转动带动发电机发电，把机械能转化为电能输出。轴联结的质量直接关系到水轮机发电机的输出效率和寿命。如联结不良，会引起设备的振动、噪声、磨损等问题，严重时会造成设备停机维修，降低发电效率。因此水轮机和发电机轴联结的同心度控制技术具有十分重要的实际意义。
三、轴联结的制约因素
轴联结的制约因素有很多，包括轴的精度、轴承的精度、轴承的安装精度、联接件的加工精度等。这些因素都直接影响到轴联结的同心度，因此在进行轴联结时要严格控制这些制约因素的精度。
四、常用的同心度测量方法和处理技术
4.1光学测量法
光学测量法是一种非常常见的同心度测量方法，其原理是利用光学平面反射镜测试轴心偏移量，精度较高，但对测量角度限制较大，只能适用于测量小口径轴，且价格昂贵。
4.2摆盘方法
摆盘方法是另一种常用的同心度测量方法，其原理是利用测量仪器的旋转运动，将轴承垂直于地面，使其自由摆动，测量摆动幅度，通过计算得出轴心偏移量。但其精度受摆角度和摆动幅度的影响较大，同时操作较为繁琐。
4.3信号处理法
信号处理法是一种在数字信号处理技术发展的基础上产生的新方法，其原理是通过采集轴承信号，进行滤波放大、峰值计算等处理，从而计算出轴心偏移量。但由于信号处理方法需要大量处理时间，适用性较差。
五、基于图像处理的同心度检测方法
为了解决现有同心度检测方法的局限性，本文提出一种基于图像处理的同心度检测方法。该方法的具体实现步骤如下：
第一步：制作轮毂上的标记线，可采用激光刻划等方法在轮毂上标定标记线。
第二步：在轴承座上安装CCD相机，并将CCD相机与一维线性光源搭配使用，使其生成从轮毂上的标记线到轴承座上相机光传感器之间的鲜明直线图像，这一过程可采用光电距离传感器进行控制。
第三步：通过图像分析技术提取出相机前方的直线图像，并对刻度长度进行测定，计算出光斑偏移量，并将计算结果反馈给轴承系统和调速系统