[发明专利]联接负载测量方法及装置

说明书

本发明涉及一种联接负载测量方法及装置，该联接负载测量方法允许测量借助于毂(3)连接的第一驱动轴(1)和第二从动轴(2)之间的负载，毂(3)借助于联接至所述毂(3)和所述第一轴(1)和/或所述第二轴(2)的至少一个柔性联接元件(5,6)来与第一轴(1)且与第二轴(2)联接，该方法包括在轴(1,2)的运行期间测量关于在毂的第一凸缘(31)与柔性联接元件(5,6)的第二凸缘(61)之间的基准距离的距离变化的测量步骤，以及使用所述测量的距离变化用于计算所述负载的步骤。

技术领域

本文公开的主题的实施例对应于用于联接负载测量的方法及装置，具体但不限于涡轮领域。

背景技术

在机械领域中，当设备的两个旋转轴(驱动和从动)相互联接时，需要补偿两者的相对位移，以便避免设备自身的破坏。

在一个(或两个)驱动轴(或以其整体的驱动/从动机器)经历可引起一个轴的热膨胀的可变(高)工作温度而导致在联接件的驱动轴和从动轴之间的相应空间位移时，该需求进一步显著。

具体而言，如可理解那样，该需求在燃气涡轮领域中特别显著，其中正常情形是将涡轮轴联接到变速箱或一个(或多个)压缩机上。

为了连接涡轮驱动轴和变速箱或压缩机从动轴，本领域中已知的是使用带柔性元件的柔性联接件。

具体而言，此柔性联接元件连接两个旋转轴(驱动和从动)，以便将转矩从一个传递到另一个，来补偿不同类型的失准(径向或角向或两者)和补偿轴的轴向位移，以便任一者都不施加过大的推力至另一个。

每个柔性联接元件均包括介于平行于彼此的第一与第二凸缘之间的一个或多个柔性元件：转矩由联接毂传递至柔性元件，其分别拴至间隔物，由此补偿两个轴的失准。

由于柔性联接元件的使用，因此减小作用于两个轴上的力。

除了这些联接柔性元件的使用之外，在燃气涡轮领域中，已经开发出了用于控制在两个轴之间传递的转矩的方法；在US 7,784,364和US 2012/0234107中描述了能够测量转矩的装置的实例。

尽管使用柔性联接元件和转矩测量，但仍可在过大负载的情况下发生对从动轴的止推轴承的磨损和最终破坏。

因此，存在测量在从动轴上(且相反在驱动轴上)的负载的普遍需要，以便能够作用于联接件上或涡轮上或变速箱或压缩机上来减小对止推轴承的磨损和破坏。

附加的问题在于提供一种能够以较大准确性执行此负载测量的方法和装置。

另一个附加问题在于提供一种在不干涉联接的设备(例如，涡轮/压缩机)的情况下能够执行此负载测量的方法和装置。

又一个附加问题在于提供一种在已经安装的设备(例如，涡轮/压缩机)中在不需要较大改变安装的设备的情况下能够执行此负载测量方法及装置。

另一个问题在于提供一种负载测量，其对于由工作轴达到的相对高温引起的热膨胀不敏感或有限敏感。

发明内容

因此，存在对于用于联接负载测量的改进的方法和装置的普遍需要，以便清楚地识别出现在涡轮/使用者联接件的驱动/从动轴上的负载。

重要的构想在于通过将联接柔性元件的至少部分用作测量装置的部分来测量借助于至少一个联接柔性元件连接的第一驱动轴和第二从动轴之间的轴向负载：此轴向负载是止推轴承磨损和破坏的主要原因，因为其为驱动轴(例如，涡轮轴)与从动轴(即，使用者轴，例如，示例性变速箱轴或压缩机轴)之间的轴向位移的结果。

在此背景下，另一个重要构想在于以无接触方式执行此轴向负载测量，以便避免干涉旋转轴或干涉联接柔性元件。