轉(zhuǎn)子系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)模式頻率調(diào)諧裝置的制造方法【
技術(shù)領(lǐng)域：
】[0001]本說明書公開的主題涉及轉(zhuǎn)子系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)模式頻率裝置，并且更具體地說，涉及轉(zhuǎn)子系統(tǒng)頻率通過所述傳動(dòng)系某處的慣性和/或扭轉(zhuǎn)剛度的改變而可調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)模式頻率裝置?！?br>背景技術(shù)：
】[0002]旋轉(zhuǎn)體(如轉(zhuǎn)子)在包括發(fā)電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)和其他類似裝置的許多不同類型的機(jī)械元件和電子元件中使用。這些旋轉(zhuǎn)體具有多個(gè)扭轉(zhuǎn)固有頻率模式，并且因各種原因(包括壓力、疲勞、性能等)，需要使這些頻率模式保持在某些操作范圍之外。例如，發(fā)電機(jī)或其他包括旋轉(zhuǎn)體的機(jī)械元件一般具有接近線路頻率兩倍的至少一個(gè)扭轉(zhuǎn)固有頻率模式。如果這個(gè)頻率模式變得太接近線路頻率的兩倍并變成被激發(fā)的，它可導(dǎo)致聯(lián)接體(coupledbody)中元件的失效，諸如在聯(lián)接渦輪機(jī)中的末級(jí)輪葉。[0003]轉(zhuǎn)子扭轉(zhuǎn)模式的頻率可通過直接影響感興趣的旋轉(zhuǎn)體模式的頻率的慣性或扭轉(zhuǎn)剛度改變(例如，通過添加或移除大的紅套箍環(huán)(shrunk-onring))而偏移。然而，做出這些改變需要使轉(zhuǎn)子從傳動(dòng)系中的其他轉(zhuǎn)子部分去耦并暴露轉(zhuǎn)子以允許安裝/移除所述環(huán)的過程。所述環(huán)通常為大的、高強(qiáng)度的和昂貴的，并且如果所述過程不成功，部件可能需要取決于情境而被機(jī)械加工以便去除剛度或慣性。這些步驟中的每個(gè)步驟可為昂貴且費(fèi)時(shí)的。[0004]以上描述的用于調(diào)諧轉(zhuǎn)子扭轉(zhuǎn)模式頻率的過程還傾向于不只把轉(zhuǎn)子模式的扭轉(zhuǎn)頻率或振動(dòng)作為目標(biāo)。而實(shí)際上，當(dāng)前的質(zhì)量增加過程可影響轉(zhuǎn)子中的應(yīng)力，或?qū)е虏恍枰臋M向頻率改變?！?br/>發(fā)明內(nèi)容】[0005]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種轉(zhuǎn)子系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)模式頻率調(diào)諧裝置，所述裝置包括第一軸和第二軸、可操作地設(shè)置在第一軸與第二軸之間的聯(lián)軸器、和設(shè)置在所述聯(lián)軸器上的聯(lián)接元件，所述聯(lián)接元件配置用于通過轉(zhuǎn)子系統(tǒng)(rotortrain)中的慣性和/或扭轉(zhuǎn)剛度中的至少一個(gè)的改變來調(diào)整所述轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的頻率，其中所述轉(zhuǎn)子系統(tǒng)包括所述第一軸和所述第二軸、以及所述聯(lián)軸器的。[0006]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種轉(zhuǎn)子系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)模式頻率調(diào)諧裝置，所述裝置包括固定地設(shè)置在聯(lián)軸器上的聯(lián)接元件，所述聯(lián)軸器可操作地設(shè)置在第一軸與第二軸之間；以及可支撐式地設(shè)置在所述聯(lián)接元件上的便攜塊(portablemass)。所述便攜塊可移動(dòng)至聯(lián)接元件以便調(diào)整所述軸之一的扭轉(zhuǎn)剛度和旋轉(zhuǎn)慣性中的至少一個(gè)，以使得所述軸之一的扭轉(zhuǎn)模式頻率大體等于所述軸中另一個(gè)的扭轉(zhuǎn)模式固有頻率(naturalfrequency)。[0007]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供用于轉(zhuǎn)子系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)模式頻率調(diào)諧的裝置。所述轉(zhuǎn)子系統(tǒng)包括通過其使軸的相應(yīng)末端彼此可連接的聯(lián)軸器。所述裝置包括固定地設(shè)置在聯(lián)軸器上的聯(lián)接元件，以及可支撐式地設(shè)置在所述聯(lián)接元件上的便攜塊。所述便攜塊可移動(dòng)至聯(lián)接元件以便調(diào)整所述軸之一的扭轉(zhuǎn)剛度和旋轉(zhuǎn)慣性中的至少一個(gè)，以使得所述軸之一的扭轉(zhuǎn)模式頻率大體等于所述軸中另一個(gè)的扭轉(zhuǎn)模式固有頻率。[0008]結(jié)合附圖閱讀以下說明可以更好地了解這些和其他優(yōu)點(diǎn)和特征?！靖綀D說明】[0009]本專利申請(qǐng)文件中的權(quán)利要求書詳細(xì)指出并明確主張了本發(fā)明。結(jié)合附圖閱讀以下【具體實(shí)施方式】可以清楚地了解本發(fā)明的上述和其他特征以及優(yōu)點(diǎn)，在附圖中:[0010]圖1為轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的側(cè)視示意圖；[0011]圖2為根據(jù)實(shí)施例的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)模式頻率裝置的示意圖；[0012]圖3為根據(jù)替代性實(shí)施例的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)模式頻率裝置的示意圖；[0013]圖4為根據(jù)進(jìn)一步的替代性實(shí)施例的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)模式頻率裝置的示意圖；[0014]圖5為在至少圖2和圖4的實(shí)施例中可用的多件式盤或環(huán)的軸向圖；以及[0015]圖6為根據(jù)進(jìn)一步的替代性實(shí)施例的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)模式頻率裝置的流程圖。[0016]【具體實(shí)施方式】參考附圖來以實(shí)例方式介紹本發(fā)明的各實(shí)施例以及優(yōu)點(diǎn)和特征?！揪唧w實(shí)施方式】[0017]以下提供的描述涉及在例如渦輪機(jī)-發(fā)電機(jī)傳動(dòng)系中的扭轉(zhuǎn)固有頻率的調(diào)諧。所述調(diào)諧的公開內(nèi)容類似于美國專利號(hào)8，013，481的公開內(nèi)容，所述美國專利號(hào)8，013，481的內(nèi)容通過引用并入本說明書中。所述調(diào)諧可在兩個(gè)軸或轉(zhuǎn)子的聯(lián)軸器處應(yīng)用，并且由扭轉(zhuǎn)振動(dòng)吸收器提供，所述扭轉(zhuǎn)振動(dòng)吸收器用于通過所述傳動(dòng)系某處的慣性和/或扭轉(zhuǎn)剛度改變來調(diào)整轉(zhuǎn)子系統(tǒng)頻率。[0018]參考圖1，旋轉(zhuǎn)體100通過第一軸105連接至機(jī)械裝置102。旋轉(zhuǎn)體100可為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，但應(yīng)理解可結(jié)合本發(fā)明的實(shí)施例使用任何機(jī)械元件。機(jī)械裝置102可為聯(lián)接至旋轉(zhuǎn)體100的任何裝置，如蒸汽渦輪機(jī)、燃?xì)鉁u輪機(jī)、聯(lián)合蒸汽和燃?xì)鉁u輪機(jī)等。第一軸105具有末端部分106，并且進(jìn)一步在末端部分106處通過聯(lián)軸器109聯(lián)接或以其他方式連接至第二軸108互補(bǔ)的末端部分107。如圖1所示，旋轉(zhuǎn)體100、第一軸105和第二軸108可由任何合適的裝置(包括軸承104)來支撐。[0019]聯(lián)軸器109可包括與第一軸105的末端關(guān)聯(lián)的第一聯(lián)接部分1091，以及與第二軸108的末端關(guān)聯(lián)的第二聯(lián)接部分1092。圖1的第一軸105、第二軸108、以及聯(lián)軸器109的第一聯(lián)接部分1091和第二聯(lián)接部分1092形成轉(zhuǎn)子系統(tǒng)110的一部分。參考圖2至4，提供用于轉(zhuǎn)子系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)模式頻率調(diào)諧的裝置1，裝置I可與轉(zhuǎn)子系統(tǒng)110或與類似的傳動(dòng)裝置一起使用。如圖2至4所示，裝置I包括聯(lián)接元件2、固定元件3和便攜塊4。聯(lián)接元件2固定地設(shè)置在聯(lián)軸器109的第二聯(lián)接部分1092上。固定元件3鄰近聯(lián)接元件2設(shè)置。便攜塊4可支撐式地設(shè)置在固定元件3或聯(lián)接元件2上。[0020]如以下將更詳細(xì)描述的，便攜塊4可從固定元件3和聯(lián)接元件2中的一個(gè)重新定位或可移動(dòng)至固定元件3和聯(lián)接元件2中的另一個(gè)，以便調(diào)整第一軸105和第二軸108之一的扭轉(zhuǎn)剛度和旋轉(zhuǎn)慣性中的至少一個(gè)。更具體地，便攜塊4可從固定元件3移動(dòng)至聯(lián)接元件2、或從聯(lián)接元件2移動(dòng)至固定元件3，以便調(diào)整第二軸108的扭轉(zhuǎn)剛度(tors1nalstiffness)或旋轉(zhuǎn)慣性(rotat1nalinertia)中的至少一個(gè)。這樣，可使第二軸108的扭轉(zhuǎn)模式的頻率大體等于第一軸105的扭轉(zhuǎn)模式頻率。[0021]特別參考圖2，聯(lián)接元件2可機(jī)械聯(lián)接至聯(lián)軸器109。在這種情況下，聯(lián)接元件2包括機(jī)械聯(lián)接至聯(lián)軸器109外徑向表面11的底座環(huán)10，以及從底座環(huán)10軸向延伸的保持環(huán)12。如圖2所示，聯(lián)接元件109的外徑向表面11、底座環(huán)10的軸向表面13和保持環(huán)12的內(nèi)徑向表面14共同限定環(huán)帶15。[0022]在以上描述的安排下，固定元件3包括法蘭16和掛鉤元件17。法蘭16鄰近聯(lián)接元件2設(shè)置，并且掛鉤元件17排列在法蘭16上以便支撐或保持便攜塊4。在便攜塊4被提供為環(huán)形慣性盤18或環(huán)的情況下，便攜塊4可被升起離開掛鉤元件17并且裝載至聯(lián)接元件2上。根據(jù)實(shí)施例，便攜塊4可被提供為完整的環(huán)形元件或裝配在一起的多個(gè)周向分段件，并且可被設(shè)置尺寸以配合在環(huán)帶15內(nèi)。[0023]裝載可涉及將便攜塊4從法蘭16和掛鉤元件17傳輸至聯(lián)接元件2，并且隨后將便攜塊4滑動(dòng)至環(huán)帶15中?？赏瓿伤鲅b載而不用將第二軸108從第一軸105去耦/或者說去聯(lián)接(decoupling)，不用將第一軸105從機(jī)械裝置102或旋轉(zhuǎn)體100去耦，并且不用將第二軸108從第二軸108可附接至的任何下游體/下游構(gòu)件去耦。[0024]根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，便攜塊4可提供為各自具有類似的或獨(dú)特的單個(gè)質(zhì)量或重量的多個(gè)便攜塊4。這樣，第二軸108的扭轉(zhuǎn)剛度和旋轉(zhuǎn)慣性中至少一個(gè)的調(diào)整的可定制的準(zhǔn)確度和精確度可通過將一個(gè)或多個(gè)便攜塊4裝載至環(huán)帶15中而獲得。[0025]在圖2的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)110的操作期間，第一軸105的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)第二軸108和便攜塊(或多個(gè)便攜塊)4的對(duì)應(yīng)旋轉(zhuǎn)。便攜塊(或多個(gè)便攜塊)4從而通過保持環(huán)12以及通過在便攜塊(或多個(gè)便攜塊)4與保持環(huán)12的內(nèi)徑向表面14之間產(chǎn)生的離心力而包含在環(huán)帶15內(nèi)。便攜塊(或多個(gè)便攜塊)4的附加包含可通過被任選地設(shè)置用于將便攜塊(或多個(gè)便攜塊)4緊固或螺栓固定至底座環(huán)10的緊固元件來提供。[0026]特別參考圖3，聯(lián)接元件2可壓配合至聯(lián)軸器109上。在這種情況下，聯(lián)接元件2包括配置用于收縮配合至聯(lián)軸器109的外徑向表面21上的底座環(huán)20，并且所述底座環(huán)20包括軸向部分22和徑向部分23。如圖3所示，軸向部分22的外徑向表面24和徑向部分23的軸向表面25共同限定環(huán)形袋26。[0027]在以上描述的安排下，固定元件3包括末端面27，所述末端面27鄰近聯(lián)接元件2設(shè)置并且配置用于支撐或保持便攜塊4。在便攜塊4提供為環(huán)形慣性盤28或環(huán)的情況下，便攜塊4可被升起離開末端面27并且裝載至聯(lián)接元件2上。根據(jù)實(shí)施例，便攜塊4可提供為完整的環(huán)形元件或裝配在一起的多個(gè)周向分段件，并且可被設(shè)置尺寸以配合在袋26內(nèi)。[0028]所述裝載可涉及將便攜塊4從末端面27傳輸至聯(lián)接元件2，并且隨后將便攜塊4在袋26中滑動(dòng)?？赏瓿伤鲅b載而不用將第二軸108從第一軸105去耦，不用將第一軸105從機(jī)械裝置102或旋轉(zhuǎn)體100去耦，并且不用將第二軸108從第二軸108可附接至的任何下游體/下游構(gòu)件去耦。[0029]根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，便攜塊4可提供為各自具有類似的或獨(dú)特的單個(gè)質(zhì)量或重量的多個(gè)便攜塊4。這樣，第二軸108的扭轉(zhuǎn)剛度和旋轉(zhuǎn)慣性中至少一個(gè)的調(diào)整的可定制的準(zhǔn)確度和精確度可通過將一個(gè)或多個(gè)便攜當(dāng)前第1頁1 2