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    一種基于動態(tài)跟蹤測量的水輪機定轉(zhuǎn)子裝配間隙控制方法技術(shù)
    
                            
    技術(shù)編號：44492872 閱讀：7 留言：0更新日期：2025-03-04 17:58
    
                        
    
                        
    
                            
                            本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種基于動態(tài)跟蹤測量的水輪機定轉(zhuǎn)子裝配間隙控制方法，包括以下步驟：S1、創(chuàng)建水輪機定子和轉(zhuǎn)子的三維裝配特征；S2、創(chuàng)建定子和轉(zhuǎn)子三維裝配特征的裝配坐標(biāo)系；S3、對水輪機定子和轉(zhuǎn)子的三維裝配特征進行裝配，提取裝配坐標(biāo)系狀態(tài)下定子和轉(zhuǎn)子的間隙值；S4、構(gòu)建約束條件，對間隙值進行優(yōu)化，并獲取裝配坐標(biāo)系下的變換矩陣；S5、規(guī)劃轉(zhuǎn)子吊裝路徑；S6、創(chuàng)建實際定子裝配坐標(biāo)系；S7、創(chuàng)建實際轉(zhuǎn)子裝配坐標(biāo)系；S8、通過至少三臺激光跟蹤儀對實際轉(zhuǎn)子進行動態(tài)測量定位，實時獲取調(diào)整量，以指導(dǎo)裝配。本方法通過虛擬裝配、吊裝路徑規(guī)劃和指導(dǎo)裝配，提高裝配的科學(xué)性和精確性。
    
                            
                            
    


    
                            

                            
    【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
    
                                
    本專利技術(shù)涉及水輪機定轉(zhuǎn)子裝配，尤其是涉及一種基于動態(tài)跟蹤測量的水輪機定轉(zhuǎn)子裝配間隙控制方法。

    技術(shù)介紹
    1、大部件裝配技術(shù)是水輪機定轉(zhuǎn)子裝配的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，涉及復(fù)雜的裝配關(guān)系與精確的組裝。隨著測量技術(shù)的發(fā)展，這一領(lǐng)域也不斷的涌現(xiàn)出新的測量技術(shù)和方法，以滿足水輪機定轉(zhuǎn)子大部件精確測量裝配的高要求。目前水輪機大部件裝配中，主要采用人工測量、調(diào)裝的方式進行裝配，效率低，測量誤差大，無法形成數(shù)字化的資產(chǎn)，對裝配工藝無法進行迭代優(yōu)化。
    2、例如，中國專利文獻cn113339178a，公開(公告)日?：2021.09.03，就公開了一種軸伸貫流式水輪發(fā)電機組的安裝方法，其中就公開了定子和轉(zhuǎn)子的安裝，具體的，將定子吊至安裝間，放置在定子和轉(zhuǎn)子裝配工位，確保轉(zhuǎn)子能夠正常穿入，用雙梁橋式起重機主鉤起吊轉(zhuǎn)子，吊裝轉(zhuǎn)子時利用轉(zhuǎn)子吊裝工具起吊，以防止起吊轉(zhuǎn)子時鋼絲繩損壞磁極；將轉(zhuǎn)子的發(fā)電機軸緩慢穿入定子，使轉(zhuǎn)子盡量靠近定子，粗調(diào)定、轉(zhuǎn)子間的間隙，然后落在預(yù)先放置的鋼支架上，將發(fā)電機軸墊牢固定后松鉤；利用主鉤吊起定子套入轉(zhuǎn)子，同時在定轉(zhuǎn)子間均勻布置8條自制的1200*20*3絕緣板，檢查定轉(zhuǎn)子的氣隙情況，避免定子鐵芯和轉(zhuǎn)子磁極碰撞。轉(zhuǎn)子成功插入定子后，整體吊裝定轉(zhuǎn)子，調(diào)整發(fā)電機軸前后端位置落放在轉(zhuǎn)子軸承座下半部上；精調(diào)轉(zhuǎn)子前后的位置，復(fù)核、調(diào)整發(fā)電機的空氣間隙，滿足設(shè)計要求后安裝定子和轉(zhuǎn)子前后的導(dǎo)軸承和組合軸承及其他附件，重點確保導(dǎo)軸瓦和推力瓦的間隙、空氣間隙均應(yīng)符合設(shè)計要求。在這個過程中，對轉(zhuǎn)子和定子的裝配采用較為粗狂的定位，安裝精度較低。</p>
    技術(shù)實現(xiàn)思路
    1、為解決當(dāng)前存在技術(shù)問題，本專利技術(shù)的主要目的在于提供一種基于動態(tài)跟蹤測量的水輪機定轉(zhuǎn)子裝配間隙控制方法，本方法通過虛擬裝配、吊裝路徑規(guī)劃和指導(dǎo)裝配，提高裝配的科學(xué)性和精確性。
    2、為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案是：一種基于動態(tài)跟蹤測量的水輪機定轉(zhuǎn)子裝配間隙控制方法，包括以下步驟：
    3、s1、創(chuàng)建水輪機定子和轉(zhuǎn)子的三維裝配特征；
    4、s2、創(chuàng)建定子和轉(zhuǎn)子三維裝配特征的裝配坐標(biāo)系；
    5、s3、對水輪機定子和轉(zhuǎn)子的三維裝配特征進行裝配，提取裝配坐標(biāo)系狀態(tài)下定子和轉(zhuǎn)子的間隙值；
    6、s4、構(gòu)建約束條件，對間隙值進行優(yōu)化，并獲取裝配坐標(biāo)系下的變換矩陣；
    7、s5、規(guī)劃轉(zhuǎn)子吊裝路徑；
    8、s6、創(chuàng)建實際定子裝配坐標(biāo)系；
    9、s7、創(chuàng)建實際轉(zhuǎn)子裝配坐標(biāo)系；
    10、s8、通過至少三臺激光跟蹤儀對實際轉(zhuǎn)子進行動態(tài)測量定位，實時獲取調(diào)整量，以指導(dǎo)裝配。
    11、在s1中，提取實際轉(zhuǎn)子和實際定子中裝配特征的點云數(shù)據(jù)，包括實際定子和實際轉(zhuǎn)子的機座法蘭、主軸軸線與安裝孔，并對點云進行濾波、降噪處理，排除點云數(shù)據(jù)中的雜點，其中，點云數(shù)據(jù)擬和圓柱、平面、孔特征。
    12、在s2中，以圓柱軸線為z軸、圓柱軸線與平面的交點為坐標(biāo)系原點o、原點o與在平面上孔心連線為x軸，分別創(chuàng)建定子裝配坐標(biāo)系dxyz和轉(zhuǎn)子裝配坐標(biāo)系zxyz。
    13、在s3中，將定子和轉(zhuǎn)子的三維裝配特征進行裝配，測量轉(zhuǎn)子外圓周面與定子內(nèi)圓周面之間的間隙值，并對轉(zhuǎn)子進行平移或者旋轉(zhuǎn)調(diào)整。
    14、在定子和轉(zhuǎn)子的間隙平面上錨定引導(dǎo)線，根據(jù)引導(dǎo)線創(chuàng)建與引導(dǎo)線垂直并等間距的2d截面，調(diào)整2d截面的范圍，使2d截面包含定子和轉(zhuǎn)子平面以及間隙面，提取裝配坐標(biāo)系狀態(tài)下各2d截面位置的間隙值。
    15、在s4中，以定子的圓柱軸線和平面為約束條件，對間隙值進行優(yōu)化，使間隙值達(dá)到均勻狀態(tài)，并記錄轉(zhuǎn)子的裝配坐標(biāo)系到優(yōu)化后坐標(biāo)系的變換矩陣。
    16、在s5中，規(guī)劃轉(zhuǎn)子吊裝路徑包括以下步驟：
    17、s51、基于定子裝配坐標(biāo)系和優(yōu)化后的轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系，計算轉(zhuǎn)子從初始位置到目標(biāo)裝配位置的空間位移向量；
    18、s52、考慮裝配現(xiàn)場的空間限制、設(shè)備布局和安全因素，設(shè)定多個關(guān)鍵路徑點，形成初步吊裝路徑；
    19、s53、為每個關(guān)鍵路徑點設(shè)定位置和姿態(tài)參數(shù)，生成詳細(xì)的吊裝指令序列。
    20、在s6中，創(chuàng)建實際定子裝配坐標(biāo)系的方法包括：
    21、s61、在實際定子上圓周布設(shè)多個第一定位標(biāo)點，將至少三臺激光跟蹤儀均勻布設(shè)在定子的周圍；
    22、s62、每臺激光跟蹤儀分別對視野內(nèi)的第一定位標(biāo)點進行測量，獲取每臺激光跟蹤儀坐標(biāo)系下的點坐標(biāo)；
    23、s63、統(tǒng)一三臺激光跟蹤儀測量坐標(biāo)系，完成系統(tǒng)組網(wǎng)；
    24、s64、對實際定子的機座法蘭、主軸與安裝孔進行測量，并擬和特征，創(chuàng)建實際定子裝配坐標(biāo)系。
    25、在s7中，創(chuàng)建實際轉(zhuǎn)子裝配坐標(biāo)系的方法包括：
    26、在實際轉(zhuǎn)子上圓周布設(shè)多個第二定位標(biāo)點，對實際轉(zhuǎn)子的機座法蘭、主軸與安裝孔進行測量，創(chuàng)建轉(zhuǎn)子裝配坐標(biāo)系。
    27、在s8中，通過至少三臺激光跟蹤儀對實際轉(zhuǎn)子進行動態(tài)測量定位，實時獲取調(diào)整量的方法包括：
    28、通過至少三臺激光跟蹤儀對實際轉(zhuǎn)子上的第二定位標(biāo)點實時跟蹤測量，獲取實際轉(zhuǎn)子裝配坐標(biāo)系至實際定子裝配坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，通過與虛擬定子和轉(zhuǎn)子裝配坐標(biāo)系優(yōu)化前后變換矩陣對比，獲取此時調(diào)整量，從而進行指導(dǎo)裝配。
    29、本專利技術(shù)有如下有益效果：
    30、本專利技術(shù)依靠定轉(zhuǎn)子大部件點云數(shù)據(jù)，到數(shù)據(jù)的虛擬裝配，到裝配關(guān)系優(yōu)化確定最終裝配狀態(tài)，到吊裝路徑的規(guī)劃，到最終根據(jù)虛擬裝配結(jié)果指導(dǎo)現(xiàn)場具體安裝調(diào)試，整個過程虛實結(jié)合、動態(tài)跟蹤，為大部件的裝配提高裝配效率、減少人工成本，整個過程數(shù)字化，可對未知問題預(yù)先判斷、裝配工藝優(yōu)化等，儲備裝配過程數(shù)據(jù)，為工藝的改善和優(yōu)化提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，提高裝配的科學(xué)性和精確性。
    本文檔來自技高網(wǎng)...
                            
    
                            
    【技術(shù)保護點】
    
                                
    1.一種基于動態(tài)跟蹤測量的水輪機定轉(zhuǎn)子裝配間隙控制方法，其特征在于，包括以下步驟：
    2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于動態(tài)跟蹤測量的水輪機定轉(zhuǎn)子裝配間隙控制方法，其特征在于，在S1中，提取實際轉(zhuǎn)子和實際定子中裝配特征的點云數(shù)據(jù)，包括實際定子和實際轉(zhuǎn)子的機座法蘭、主軸軸線與安裝孔，并對點云進行濾波、降噪處理，排除點云數(shù)據(jù)中的雜點，其中，點云數(shù)據(jù)擬和圓柱、平面、孔特征。
    3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于動態(tài)跟蹤測量的水輪機定轉(zhuǎn)子裝配間隙控制方法，其特征在于，在S2中，以圓柱軸線為Z軸、圓柱軸線與平面的交點為坐標(biāo)系原點O、原點O與在平面上孔心連線為X軸，分別創(chuàng)建定子裝配坐標(biāo)系Dxyz和轉(zhuǎn)子裝配坐標(biāo)系Zxyz。
    4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于動態(tài)跟蹤測量的水輪機定轉(zhuǎn)子裝配間隙控制方法，其特征在于，在S3中，將定子和轉(zhuǎn)子的三維裝配特征進行裝配，測量轉(zhuǎn)子外圓周面與定子內(nèi)圓周面之間的間隙值，并對轉(zhuǎn)子進行平移或者旋轉(zhuǎn)調(diào)整。
    5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于動態(tài)跟蹤測量的水輪機定轉(zhuǎn)子裝配間隙控制方法，其特征在于，在定子和轉(zhuǎn)子的間隙平面上錨定引導(dǎo)線，根據(jù)引導(dǎo)線創(chuàng)建與引導(dǎo)線垂直并等間距的2D截面，調(diào)整2D截面的范圍，使2D截面包含定子和轉(zhuǎn)子平面以及間隙面，提取裝配坐標(biāo)系狀態(tài)下各2D截面位置的間隙值。
    6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于動態(tài)跟蹤測量的水輪機定轉(zhuǎn)子裝配間隙控制方法，其特征在于，在S4中，以定子的圓柱軸線和平面為約束條件，對間隙值進行優(yōu)化，使間隙值達(dá)到均勻狀態(tài)，并記錄轉(zhuǎn)子的裝配坐標(biāo)系到優(yōu)化后坐標(biāo)系的變換矩陣。
    7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于動態(tài)跟蹤測量的水輪機定轉(zhuǎn)子裝配間隙控制方法，其特征在于，在S5中，規(guī)劃轉(zhuǎn)子吊裝路徑包括以下步驟：
    8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于動態(tài)跟蹤測量的水輪機定轉(zhuǎn)子裝配間隙控制方法，其特征在于，在S6中，創(chuàng)建實際定子裝配坐標(biāo)系的方法包括：
    9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于動態(tài)跟蹤測量的水輪機定轉(zhuǎn)子裝配間隙控制方法，其特征在于，在S7中，創(chuàng)建實際轉(zhuǎn)子裝配坐標(biāo)系的方法包括：
    10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于動態(tài)跟蹤測量的水輪機定轉(zhuǎn)子裝配間隙控制方法，其特征在于，在S8中，通過至少三臺激光跟蹤儀對實際轉(zhuǎn)子進行動態(tài)測量定位，實時獲取調(diào)整量的方法包括：
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    【技術(shù)特征摘要】
    
                                
    1.一種基于動態(tài)跟蹤測量的水輪機定轉(zhuǎn)子裝配間隙控制方法，其特征在于，包括以下步驟：
    2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于動態(tài)跟蹤測量的水輪機定轉(zhuǎn)子裝配間隙控制方法，其特征在于，在s1中，提取實際轉(zhuǎn)子和實際定子中裝配特征的點云數(shù)據(jù)，包括實際定子和實際轉(zhuǎn)子的機座法蘭、主軸軸線與安裝孔，并對點云進行濾波、降噪處理，排除點云數(shù)據(jù)中的雜點，其中，點云數(shù)據(jù)擬和圓柱、平面、孔特征。
    3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于動態(tài)跟蹤測量的水輪機定轉(zhuǎn)子裝配間隙控制方法，其特征在于，在s2中，以圓柱軸線為z軸、圓柱軸線與平面的交點為坐標(biāo)系原點o、原點o與在平面上孔心連線為x軸，分別創(chuàng)建定子裝配坐標(biāo)系dxyz和轉(zhuǎn)子裝配坐標(biāo)系zxyz。
    4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于動態(tài)跟蹤測量的水輪機定轉(zhuǎn)子裝配間隙控制方法，其特征在于，在s3中，將定子和轉(zhuǎn)子的三維裝配特征進行裝配，測量轉(zhuǎn)子外圓周面與定子內(nèi)圓周面之間的間隙值，并對轉(zhuǎn)子進行平移或者旋轉(zhuǎn)調(diào)整。
    5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于動態(tài)跟蹤測量的水輪機定轉(zhuǎn)子裝配間隙控制方法，其特征在于，在定子和轉(zhuǎn)子的間隙平面上錨定引導(dǎo)線，根據(jù)引導(dǎo)...
                            
    
                            
    【專利技術(shù)屬性】
    
                                技術(shù)研發(fā)人員：吳濤，黃雄，劉文超，趙濤，趙陽，揭智雄，王幸躍，嚴(yán)靖南，江圓，張家豪，邱威，蔡鑫鑫，
    
        申請(專利權(quán))人：中國長江電力股份有限公司，
    
        類型：發(fā)明
    
        國別省市：
    
                            
    
                            
                        
    
                    
    
                    
                    
                     
                
    
                
                
    
                    
    
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