轴系仪表的安装与调试核心是确保传感器与轴系的精准对位和信号的稳定采集,需围绕 “机械安装精度” 和 “电气信号校准” 两大维度展开,避免因振动、偏差导致测量不准或设备损坏。
轴系仪表主要用于监测旋转轴的运行状态,常见类型包括轴振动传感器、轴位移传感器、转速传感器,安装前需明确基础条件,避免返工。
| 仪表类型 | 核心功能 | 安装位置 |
|---|
| 轴振动传感器(如电涡流型) | 监测轴的径向振动幅度(如轴承处振动) | 靠近轴承的轴颈外侧,与轴表面垂直 |
| 轴位移传感器(如电涡流型) | 监测轴的轴向窜动(如汽轮机推力瓦间隙) | 轴的端面或轴肩处,与轴轴线平行 |
| 转速传感器(如磁电型、光电型) | 测量轴的旋转速度(rpm) | 轴端的测速齿盘 / 反光片旁,与齿盘间隙固定 |
设备停机与安全隔离:确保轴系完全停止旋转,切断设备电源(如电机、汽轮机),挂 “禁止合闸” 警示牌,避免安装时轴突然转动。
现场清理与测量:清理安装区域的油污、灰尘,用百分表或卡尺测量轴颈直径、轴端距离、齿盘齿数等关键尺寸,确认与传感器规格匹配(如电涡流传感器量程需覆盖轴振动最大可能值)。
工具与备件准备:准备专用工具(如磁性表座、塞尺、扭矩扳手)、传感器安装支架(需与设备壳体牢固适配)、信号电缆(建议用屏蔽电缆,抗干扰)。
轴系仪表安装的关键是 “精准对位” 和 “固定牢固”,不同类型仪表安装逻辑一致,以下以最常用的轴振动 / 位移传感器为例,说明通用步骤:
轴振动传感器:
使传感器探头轴线与轴颈表面完全垂直(偏差≤1°),用直角尺校准,避免倾斜导致测量误差(倾斜会使有效测量面积减小,信号减弱)。
调整探头与轴颈的间隙:参考传感器手册,通常电涡流传感器间隙为 0.5-2mm(如本特利 3300 系列常用 1mm),用塞尺测量间隙,或通过传感器前置器的 “间隙电压” 校准(如电压显示 - 10V 时,对应间隙 1mm)。
轴位移传感器:
使传感器探头轴线与轴的轴向完全平行,对准轴端面或轴肩的测量面(测量面需平整,无油污、划痕)。
调整探头与测量面的间隙:通常为 1-3mm,确保轴在最大轴向窜动时(如推力瓦间隙 0.2-0.4mm),探头始终在测量范围内(不超出传感器量程)。
转速传感器:
使传感器探头对准测速齿盘的齿顶或齿槽(磁电型需对准齿顶,光电型需对准反光片),轴线与齿盘平面垂直。
调整间隙:磁电型间隙通常为 0.5-1.5mm,光电型间隙为 5-10mm,用塞尺确认间隙,避免间隙过大导致信号丢失,过小导致齿盘转动时碰撞探头。
采用双绞屏蔽电缆(如 RVSP 2×0.5mm²),电缆长度需与传感器量程匹配(电涡流传感器电缆长度通常≤30m,超出需加延长器)。
电缆敷设时,远离动力电缆(如 380V 电机电缆),避免平行敷设(间距≥30cm),若需交叉,交叉角≥90°,减少电磁干扰。
电缆固定在支架或设备壳体上,用电缆卡子每隔 30-50cm 固定一次,避免电缆悬空(防止设备振动导致电缆磨损或位置偏移),屏蔽层单端接地(仅在控制柜侧接地,另一端悬空)。
安装完成后,需分 “静态调试” 和 “动态调试” 两步,确保仪表测量准确、信号稳定。
零位校准:
轴处于 “机械零位”(如轴位移的中间位置、轴振动的静态位置),接通传感器电源(如前置器 + 24V)。
用万用表测量传感器输出信号:轴振动传感器静态时输出直流电压(如 - 10V,对应零间隙),无交流波动;轴位移传感器静态时输出稳定电压(如 - 8V,对应中间位置);转速传感器静态时无信号输出(轴不转时)。
量程验证:
手动盘动轴(轴振动传感器),或用专用工具推动轴轴向移动(轴位移传感器),观察信号变化:轴振动时输出电压应随振动幅度线性变化(如振动 0.1mm 对应电压变化 0.5V);轴位移时输出电压应随轴向移动线性变化(如移动 0.1mm 对应电压变化 1V),确保信号无卡顿、无断连。
转速传感器:手动转动测速齿盘,用示波器观察输出信号,应出现规则的方波或正弦波(磁电型为正弦波,光电型为方波),无杂波干扰。
信号稳定性监测:
启动设备(从低速逐步升至额定转速),用数据采集器(如本特利 3500 系统)实时监测传感器输出:轴振动信号的交流成分应稳定(无突发大值),振幅在设备允许范围内(如汽轮机轴振动≤0.05mm);轴位移信号应稳定在正常范围(如推力瓦间隙内,无持续增大);转速信号应与设备实际转速一致(如电机额定转速 1500rpm,传感器显示 1500±1rpm)。
报警值设置:
根据设备手册设定报警参数:轴振动设置 “报警值”(如 0.08mm)和 “跳闸值”(如 0.12mm);轴位移设置 “报警值”(如 0.15mm)和 “跳闸值”(如 0.2mm);转速设置 “超速报警值”(如额定转速的 110%)。
模拟报警测试:通过专用软件发送模拟信号(如轴振动 0.08mm),确认控制柜报警灯亮、报警声响,跳闸信号能正常触发设备停机(需在设备空载时测试,避免影响生产)。
| 问题现象 | 可能原因 | 解决方案 |
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| 静态时信号波动大 | 传感器间隙过小 / 过大,或电缆接触不良 | 重新调整传感器间隙(按手册要求);检查电缆接线,重新拧紧端子螺丝。 |
| 动态时信号有杂波 | 电缆屏蔽不良,或支架振动 | 检查屏蔽层接地是否可靠;加固支架,或在支架与设备壳体间加减振垫(如橡胶垫)。 |
| 转速显示偏差大 | 传感器与齿盘间隙不当,或齿盘齿数设置错误 | 重新调整间隙(磁电型 0.5-1.5mm);在仪表菜单中修正齿盘齿数(如实际 60 齿,设置为 60)。 |
| 轴位移信号持续增大 | 传感器安装倾斜,或轴轴向窜动超标 | 重新校准传感器轴线(与轴向平行);检查设备推力轴承,若窜动超标,停机检修轴承。 |
精度优先,避免强制安装:传感器对位时,若发现轴颈表面不平整(如划痕、椭圆度超差),需先修复轴颈(如打磨、镀铬),再安装传感器,避免因轴表面问题导致测量误差。
振动隔离,减少干扰:传感器支架与设备壳体之间若振动传递明显,可加装减振器(如金属减振垫),或选用一体化带减振的传感器(如某些磁电转速传感器)。
定期复查,长期稳定:安装调试完成后,每周复查一次传感器间隙和信号(静态),每月在设备运行时复查一次动态信号,记录数据变化,若发现信号异常(如振动突然增大),及时停机检查。