專利名稱：探測使用自動自調(diào)準(zhǔn)接合離合器的驅(qū)動力傳輸機構(gòu)中的軸線位移數(shù)量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種探測使用自動自調(diào)準(zhǔn)接合離合器的動力傳輸設(shè)備中的軸線位移 數(shù)量的方法，并且特別地，涉及一種探測動力傳輸設(shè)備中的軸線位移數(shù)量的方法，該動力傳 輸設(shè)備被配置為向從動體傳輸驅(qū)動力，使得第一驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸通過自動自調(diào)準(zhǔn)接合離合 器而與第二驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸接合，該自動自調(diào)準(zhǔn)接合離合器例如被稱為SSS離合器(同步 自切換)并且具有螺旋花鍵接合結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
近年來，為了高度有效率地減少有害物質(zhì)例如NOx的排放量并且靈活地應(yīng)對每天 的電力消耗的變化，例如，如在相應(yīng)于本申請人的申請的專利文獻1中介紹地，使用具有一 個直接連接軸的單軸組合設(shè)備，該單軸組合設(shè)備通過自動自調(diào)準(zhǔn)接合離合器(在下文中被 簡單地稱作SSS離合器)而根據(jù)臨時要求執(zhí)行燃?xì)鉁u輪和蒸汽渦輪到發(fā)電機的接合或者脫 離操作，該自動自調(diào)準(zhǔn)接合離合器使用螺旋花鍵接合結(jié)構(gòu)并且被稱為SSS(同步自切換)離 合器，其中，在專利文獻1(日本專利申請公開No. 2003-013709)中介紹了結(jié)構(gòu)及其操作的 一個實例。在這種單軸組合設(shè)備中，例如在起動操作期間，蒸汽渦輪被通過燃?xì)鉁u輪的運行 而產(chǎn)生的蒸汽驅(qū)動。因此，首先，在蒸汽渦輪處于怠速狀態(tài)中時，燃?xì)鉁u輪運行。當(dāng)蒸汽得 以產(chǎn)生時，蒸汽渦輪運行。據(jù)此，蒸汽渦輪的驅(qū)動軸可以幾乎在額定每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)下通過SSS 離合器而被連接到發(fā)電機?？商娲?，蒸汽渦輪當(dāng)在夜間電力需求小時可以停止，并且當(dāng)在 白天電力需求大時可以運行并且通過SSS離合器而被連接到發(fā)電機。然而，在帶有如此配置的這種單軸組合設(shè)備中，由于使用年限變化或者地震，在其 上安設(shè)該設(shè)備的地面發(fā)生變化，并且可以在燃?xì)鉁u輪的軸和蒸汽渦輪的軸之間發(fā)生軸線位 移。另外，如上所述，在起動操作期間，燃?xì)鉁u輪首先起動，然后蒸汽渦輪起動。然而，因為 燃?xì)鉁u輪長時間地在額定每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)下旋轉(zhuǎn)，所以SSS離合器的在燃?xì)鉁u輪一側(cè)上的軸承 支撐基部由于高的軸承排油溫度而膨脹。相反，因為SSS離合器在蒸汽渦輪一側(cè)上的軸承 支撐基部的膨脹率根據(jù)蒸汽渦輪的狀態(tài)是不同的，所以在燃?xì)鉁u輪的軸和蒸汽渦輪的軸之 間發(fā)生軸線位移。另外，在燃?xì)鉁u輪的軸和蒸汽渦輪的軸之間發(fā)生斜度差或者上升差。因此，當(dāng)發(fā)電機、燃?xì)鉁u輪和蒸汽渦輪通過SSS離合器相互接合時，當(dāng)在燃?xì)鉁u輪 的軸和蒸汽渦輪的軸之間的軸線位移數(shù)量變成大于預(yù)定的規(guī)定數(shù)值的數(shù)值時，SSS離合器 的接合操作是在其中燃?xì)鉁u輪、發(fā)電機和蒸汽渦輪全部幾乎以額定每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)旋轉(zhuǎn)的狀態(tài) 中執(zhí)行的。因此，過度應(yīng)力被施加到SSS離合器。結(jié)果，離合器可能受到損壞。因此，有必要周期性地測量軸線位移數(shù)量，但是在操作期間難以檢查軸線位移數(shù) 量。因此，在其中操作停止的狀態(tài)中相應(yīng)部分的周邊部分被拆解。然后，例如，用手旋轉(zhuǎn)發(fā) 電機的轉(zhuǎn)子，并且需要通過使用度盤式指示器等執(zhí)行軸線位移數(shù)量的測量操作。然而，在這 種測量操作中，因為拆解相應(yīng)部分的周邊部分和執(zhí)行軸線位移數(shù)量的測量操作占用時間，所以需要與之涉及的成本。因此，例如，在專利文獻2(日本專利申請公開No. 2005-106738)中，本申請人已經(jīng) 提出一種軸線位移測量設(shè)備、一種軸線位移測量方法、一種使用該軸線位移測量設(shè)備的單 軸組合設(shè)備，和一種起動該單軸組合設(shè)備的方法，它們通過使用各種傳感器而在操作期間 在執(zhí)行SSS離合器的接合操作時測量軸線位移數(shù)量，所述傳感器例如用于使用在SSS離合 器的兩側(cè)上支撐驅(qū)動軸軸承的每一個軸承支撐基部的溫度而獲得膨脹數(shù)量的溫度傳感器、 用于通過測量在軸的上固定點和其下固定點之間的間隙而計算軸的斜度的間隙測量傳感 器，和沿著軸承的周向方向被設(shè)于多個點處從而獲得軸線位移數(shù)量的間隙測量傳感器。然而，在于專利文獻1中公開的單軸組合設(shè)備中，沒有述及用于探測SSS離合器的 正常接合操作是否得以執(zhí)行的軸線位移探測操作。另外，在于專利文獻2中公開的軸線位 移測量方法中，因為需要多個溫度傳感器或者間隙測量傳感器，所以需要與之涉及的成本。 而且，因為測量操作是通過基于傳感器的測量結(jié)果計算軸線位移數(shù)量而間接地執(zhí)行的，所 以可能由于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換而發(fā)生計算誤差。因此，本發(fā)明的目的在于提供一種探測使用自動自調(diào)準(zhǔn)接合離合器的動力傳輸設(shè) 備中的軸線位移數(shù)量的方法，該方法能夠利用簡單的配置而在操作期間直接地并且準(zhǔn)確地 探測在自動自調(diào)準(zhǔn)接合離合器中的軸線位移數(shù)量。

發(fā)明內(nèi)容
為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，提供一種探測使用自動自調(diào)準(zhǔn)接合離合器的動 力傳輸設(shè)備中的軸線位移數(shù)量的方法，該方法被用于探測在動力傳輸設(shè)備中第二驅(qū)動源的 旋轉(zhuǎn)軸相對于第一驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸的軸線位移數(shù)量，該動力傳輸設(shè)備被配置為通過允許第 一驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸通過自動自調(diào)準(zhǔn)接合離合器與第二驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸接合而向從動體傳 輸驅(qū)動力，該方法包括通過使用分別地被設(shè)置成面對旋轉(zhuǎn)軸的非接觸傳感器測量第一驅(qū) 動源的旋轉(zhuǎn)軸和第二驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸中的每一個的軸線位置變化數(shù)量；和基于當(dāng)?shù)谝或?qū)動 源的旋轉(zhuǎn)軸通過自動自調(diào)準(zhǔn)接合離合器而與第二驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸接合時的每一個旋轉(zhuǎn)軸 的軸線位置變化數(shù)量的測量結(jié)果，探測第二驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸相對于第一驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸的 相對軸線位移數(shù)量。同樣地，非接觸傳感器被分別地設(shè)于第一驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸和第二驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸 中，并且基于在通過自動自調(diào)準(zhǔn)接合離合器的接合操作期間的、使用兩個非接觸傳感器的、 軸線位置變化數(shù)量的測量結(jié)果，第二驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸相對于第一驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸的相對軸 線位移數(shù)量得以探測。此時，即使當(dāng)在第一驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸和第二驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸之間存 在稍微軸線位移時，自動自調(diào)準(zhǔn)接合離合器也在其間執(zhí)行接合操作從而其兩個軸基本上相 互對準(zhǔn)。因此，因為通過監(jiān)視在執(zhí)行旋轉(zhuǎn)軸的接合操作時第一驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸和第二驅(qū)動 源的旋轉(zhuǎn)軸的運動數(shù)量而準(zhǔn)確地探測軸線位移數(shù)量是可能的，所以提供能夠利用簡單配置 在操作期間直接地執(zhí)行的、探測使用自動自調(diào)準(zhǔn)接合離合器的動力傳輸設(shè)備中的軸線位移 數(shù)量的方法是可能的。另外，通過使用使用非接觸傳感器的、軸線位置變化數(shù)量的測量結(jié)果的積分?jǐn)?shù)值， 執(zhí)行通過使用非接觸傳感器的對第一驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸和第二驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸中的每一個 的軸線位置變化數(shù)量的測量。據(jù)此，例如，即使在通過鑄造和在自動自調(diào)準(zhǔn)接合離合器中在第一驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸和第二驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸之間執(zhí)行連接操作而形成的連接部分的表面 上形成非均勻性并且軸線位移數(shù)量不能被準(zhǔn)確地測量的情形中，以積分測量結(jié)果并且獲得 其平均值的方式而準(zhǔn)確地獲得軸線位置變化數(shù)量也是可能的。當(dāng)?shù)诙?qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸相對于第一驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸的相對軸線位移數(shù)量超過預(yù) 定的軸線位移數(shù)量時，向外側(cè)產(chǎn)生用于提示軸線位置調(diào)節(jié)的警報。據(jù)此，在由于軸線位移而 被施加到離合器的過度應(yīng)力損壞離合器之前將軸線位移數(shù)量校正為適當(dāng)?shù)臄?shù)值是可能的。此外，從動體是發(fā)電機，并且基于發(fā)電機輸出的變化探測通過自動自調(diào)準(zhǔn)接合離 合器在第一驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸和第二驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸之間的接合操作。據(jù)此，例如，在發(fā)電機 被蒸汽渦輪和燃?xì)鉁u輪驅(qū)動并且如上所述根據(jù)電力要求使用或者停止蒸汽渦輪的驅(qū)動力 的情形中，如果當(dāng)電力要求增加時使用蒸汽渦輪的驅(qū)動力，則發(fā)電機的輸出增加。據(jù)此，因 為探測到根據(jù)所述增加而在第一驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸和第二驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸之間的接合操作， 所以準(zhǔn)確地探測接合操作而不使用特定接合探測裝置是可能的。另外，因為利用傳輸扭矩 的作用力執(zhí)行離合器的自調(diào)準(zhǔn)操作，所以基于扭矩的增加，即，發(fā)電機輸出的增加而準(zhǔn)確地 探測接合操作和自調(diào)準(zhǔn)操作的建立是可能的。進而，每一個非接觸傳感器被配置成渦電流式間隙傳感器，該渦電流式間隙傳感 器基于在第一驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸和第二驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸的表面中流動的渦電流變化而以如 此方式探測軸線位移數(shù)量，即，非接觸傳感器被安設(shè)于不同于第一驅(qū)動源和第二驅(qū)動源的 殼體的那些點的固定點處從而與第一驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸和第二驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸被以預(yù)定距 離隔開，并且高頻電流流向構(gòu)成非接觸傳感器的傳感器頭。據(jù)此，在渦電流式間隙傳感器 中，測量物體需要是金屬，并且測量距離需要是短的。然而，渦電流式間隙傳感器具有高的 分辨率、高的精度和針對塵土、水和油的優(yōu)良環(huán)境耐受性。因此，渦電流式間隙傳感器最好 地適合于測量發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)軸的軸線位移數(shù)量。以相同的方式，每一個非接觸傳感器被配置成CCD激光位移傳感器，該CCD激光位 移傳感器通過三角形距離測量而以如此方式探測軸線位移數(shù)量，即，非接觸傳感器被安設(shè) 于不同于第一驅(qū)動源和第二驅(qū)動源的殼體的那些點的固定點處從而與第一驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn) 軸和第二驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸被以預(yù)定距離隔開，利用激光束照射第一驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸和第二 驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸，然后由使用CCD(電荷耦合器件)的光線接收元件接收反射光束。在CCD 激光位移傳感器中，測量表面是小的，但是即使在遠(yuǎn)的位置處也能夠以高的精度測量軸線 位移。因此，CXD激光位移傳感器最好地適合于測量發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)軸的軸線位移數(shù)量。同樣地，根據(jù)本發(fā)明，因為在自動自調(diào)準(zhǔn)接合離合器中的接合操作期間基于每一 個旋轉(zhuǎn)軸的運動數(shù)量測量在自動自調(diào)準(zhǔn)接合離合器中的第一驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸和第二驅(qū)動 源的旋轉(zhuǎn)軸的相對軸線位移數(shù)量是可能的，所以即使當(dāng)存在特定軸線位移數(shù)量時，也在接 合操作期間在兩個軸之間執(zhí)行自調(diào)準(zhǔn)操作。運動數(shù)量對應(yīng)于軸線位移數(shù)量。據(jù)此，利用簡 單配置在操作期間直接地并且準(zhǔn)確地測量軸線位移數(shù)量是可能的。因此，提供探測使用自 動自調(diào)準(zhǔn)接合離合器的動力傳輸設(shè)備中的軸線位移數(shù)量的方法是可能的，與通過使用多個 傳感器計算軸線位移數(shù)量的已知設(shè)備的方法相比，該方法在成本和精度方面是優(yōu)良的，其 中所述已知方法是昂貴的并且具有由于間接測量操作而引起的誤差。


圖1是示出動力傳輸設(shè)備的概略實例和用于探測軸線位移數(shù)量的接近傳感器的 布置狀態(tài)的框圖，該接近傳感器用于實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的、探測使用自動自調(diào)準(zhǔn)接合離合器 的動力傳輸設(shè)備中的軸線位移數(shù)量的方法。圖2㈧到2 (C)是示出由于使用年限變化而引起的軸線位移數(shù)量的一個實例的圖 表，其中圖2(A)示出在調(diào)節(jié)之后即刻的情形，圖2(B)示出在幾年之后的情形，并且圖2(C) 示出在五年或者更久之后的情形。圖3是示出單軸組合設(shè)備的配置的框圖。
具體實施例方式在下文中，將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實施例。然而，除非給出具體說 明，在該實施例中描述的構(gòu)件的尺寸、材料、形狀和相對布置并非用于限制本發(fā)明的范圍， 而僅僅是本發(fā)明的實例。[第一實施例]圖1是示出動力傳輸設(shè)備的概略實例和用于探測軸線位移數(shù)量的接近傳感器的 布置狀態(tài)的框圖，該接近傳感器被用于實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的、探測使用自動自調(diào)準(zhǔn)接合離合 器的動力傳輸設(shè)備中的軸線位移數(shù)量的方法。圖2(A)到2(C)是示出由于使用年限變化而 引起的軸線位移數(shù)量的一個實例的圖表，其中圖2(A)示出在軸線位移數(shù)量的調(diào)節(jié)之后即 刻的情形，圖2(B)示出在幾年之后的情形，并且圖2(C)示出在五年或者更久之后的情形。 圖3是示出作為單軸組合設(shè)備的電力設(shè)施的配置的框圖，該單軸組合設(shè)備實現(xiàn)了根據(jù)本發(fā) 明的、探測使用自動自調(diào)準(zhǔn)接合離合器的動力傳輸設(shè)備中的軸線位移數(shù)量的方法。首先，將參考圖3描述示出了單軸組合設(shè)備的配置的框圖，該單軸組合設(shè)備用于 實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的、探測使用自動自調(diào)準(zhǔn)接合離合器的動力傳輸設(shè)備中的軸線位移數(shù)量的 方法。在圖中，附圖標(biāo)記10表示使用螺旋花鍵接合結(jié)構(gòu)并且被稱為SSS(同步自切換)離 合器的自動自調(diào)準(zhǔn)接合離合器(在下文中，被簡單地稱作SSS離合器)，其中，在專利文獻1 中介紹了其結(jié)構(gòu)及其操作的一個實例，并且SSS離合器被用于執(zhí)行例如在作為第一驅(qū)動源 的燃?xì)鉁u輪GT33的軸11和作為第二驅(qū)動源的蒸汽渦輪ST35的軸12之間的接合或者脫離 操作。附圖標(biāo)記31表示壓縮外部空氣的壓縮機。附圖標(biāo)記31a表示進口導(dǎo)流葉片(IGV)， 該進口導(dǎo)流葉片是壓縮機31的第一級定子葉片并且控制被供應(yīng)到壓縮機31的空氣流率。 附圖標(biāo)記32表示燃燒器，該燃燒器通過使用從壓縮機31供應(yīng)的壓縮空氣而燃燒燃料從而 供應(yīng)燃燒氣體。附圖標(biāo)記32b表示燃料控制閥，其控制被供應(yīng)到燃燒器32的燃料的流率。 附圖標(biāo)記33表示被從燃燒器32供應(yīng)的燃燒氣體旋轉(zhuǎn)的燃?xì)鉁u輪GT。附圖標(biāo)記34表示通 過使用從燃?xì)鉁u輪GT33產(chǎn)生的排氣而產(chǎn)生蒸汽的排氣鍋爐(HRSG)。附圖標(biāo)記35表示被從 排氣鍋爐HRSG34供應(yīng)的蒸汽旋轉(zhuǎn)的蒸汽渦輪。附圖標(biāo)記35b表示控制從排氣鍋爐HRSG34 產(chǎn)生并且被供應(yīng)到蒸汽渦輪ST35的蒸汽的數(shù)量的蒸汽控制閥。附圖標(biāo)記36表示作為從 動源的發(fā)電機，該發(fā)電機被燃?xì)鉁u輪GT33和蒸汽渦輪ST35旋轉(zhuǎn)從而產(chǎn)生電力。附圖標(biāo)記 37表示冷凝器，該冷凝器收集從蒸汽渦輪ST35排放的蒸汽并且將所收集的蒸汽供應(yīng)到排 氣鍋爐HRSG34。附圖標(biāo)記38表示煙囪，該煙囪排放從燃?xì)鉁u輪GT33產(chǎn)生并且從排氣鍋爐 HRSG34排放的排氣。附圖標(biāo)記39表示控制器，該控制器控制各個模塊的操作。
在作為單軸組合設(shè)備的電力設(shè)施中，在控制外部空氣的流率時，外部空氣被進口 導(dǎo)流葉片(IGV) 31a壓縮，該進口導(dǎo)流葉片相應(yīng)于壓縮機31的第一級定子葉片并且控制被 供應(yīng)到壓縮機31的空氣流率。燃?xì)鉁u輪GT33被從通過使用壓縮空氣而燃燒燃料的燃燒器 32供應(yīng)的燃燒氣體旋轉(zhuǎn)，并且蒸汽渦輪ST35被從通過使用從燃?xì)鉁u輪GT33供應(yīng)的排氣而 產(chǎn)生蒸汽的排氣鍋爐(HRSG) 34供應(yīng)的蒸汽旋轉(zhuǎn)。然后，燃?xì)鉁u輪GT33和蒸汽渦輪ST35的 旋轉(zhuǎn)通過在軸11和12之間執(zhí)行接合或者脫離操作的SSS離合器10而被傳遞到發(fā)電機36， 從而產(chǎn)生電力。另外，從蒸汽渦輪ST35排放的蒸汽被冷凝器37收集，并且被供應(yīng)到排氣鍋 爐(HRSG) 34。從煙囪38排放從燃?xì)鉁u輪3產(chǎn)生并且被從排氣鍋爐(HRSG) 34排放的排氣。另外，在它們中，被供應(yīng)到燃燒器2的燃料的流率由根據(jù)從控制器39傳輸?shù)目刂?信號操作的燃料控制閥32b控制。另外，將被供應(yīng)到蒸汽渦輪ST35的、從排氣鍋爐(HRSG) 34 產(chǎn)生的蒸汽的數(shù)量由根據(jù)從控制器39傳輸?shù)目刂菩盘柌僮鞯恼羝刂崎y35b控制。相應(yīng) 于壓縮機31的第一級定子葉片并且控制被供應(yīng)到壓縮機31的空氣流率的進口導(dǎo)流葉片 (IGV) 31a的開口程度由從控制器39傳輸?shù)目刂菩盘柨刂?，由此控制被供?yīng)到壓縮機31的 空氣的流率并且控制燃?xì)鉁u輪GT33和蒸汽渦輪ST35的旋轉(zhuǎn)速度。另外，在圖3所示的單 軸組合設(shè)備的情形中，示出一個實例，其中燃?xì)鉁u輪GT33的軸11被共同地用作壓縮機31 和發(fā)電機36的軸。在帶有這種配置的單軸組合設(shè)備中，蒸汽渦輪ST35處于脫離狀態(tài)中直至軸11和 12通過SSS離合器10相互接合，并且蒸汽渦輪35的軸12獨立于被燃?xì)鉁u輪GT33的軸11 旋轉(zhuǎn)的壓縮機31和發(fā)電機36旋轉(zhuǎn)。另外，當(dāng)燃?xì)鉁u輪GT33和蒸汽渦輪ST35的旋轉(zhuǎn)速度 基本上彼此相等時，SSS離合器10的接合操作被自動地執(zhí)行。同樣地，當(dāng)軸11和12通過 SSS離合器10相互接合時，因為軸11和12用作一個軸，所以壓縮機31、燃?xì)鉁u輪GT33、蒸 汽渦輪ST35和發(fā)電機36共軸地旋轉(zhuǎn)。當(dāng)在這個操作狀態(tài)中使用被壓縮機31壓縮并且被 供應(yīng)到燃燒器32的空氣燃燒燃料時，燃?xì)鉁u輪GT33被從燃燒器32供應(yīng)的燃燒氣體旋轉(zhuǎn)， 并且使用從燃?xì)鉁u輪GT33供應(yīng)的排氣而從排氣鍋爐HRSG34產(chǎn)生的蒸汽被供應(yīng)到蒸汽渦輪 ST35，從而蒸汽渦輪ST35旋轉(zhuǎn)。另外，在以下說明中，通過例示圖3所示的單軸組合電力設(shè)備的情形而描述本發(fā) 明。然而，明顯的是，如果動力傳輸設(shè)備具有一種配置，其中第一驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸與第二驅(qū) 動源的旋轉(zhuǎn)軸接合從而向從動體傳輸驅(qū)動力，則本發(fā)明能夠被應(yīng)用于任何設(shè)備或者任何動 力傳輸設(shè)備以及圖3所示的單軸組合電力設(shè)備。圖1是示出動力傳輸設(shè)備的概略實例和用于探測軸線位移數(shù)量的接近傳感器19 和20的布置狀態(tài)的框圖，該接近傳感器被用于實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的、探測使用SSS離合器10 的動力傳輸設(shè)備中的軸線位移數(shù)量的方法。在圖中，附圖標(biāo)記10表示SSS離合器，其中在 專利文獻1中介紹了結(jié)構(gòu)及其操作的一個實例。附圖標(biāo)記11和12表示例如作為第一驅(qū)動 源的燃?xì)鉁u輪GT33和作為第二驅(qū)動源的蒸汽渦輪ST35的軸。軸11和12通過SSS離合器 10而被連接到例如作為從動體的發(fā)電機36。附圖標(biāo)記13和14表示例如凸緣，其將作為第一驅(qū)動源的燃?xì)鉁u輪GT33和作為第 二驅(qū)動源的蒸汽渦輪ST35的軸連接到SSS離合器10。附圖標(biāo)記15和17表示軸的軸承。 附圖標(biāo)記16和18表示軸承15和17的支撐基部。附圖標(biāo)記19和20表示作為非接觸傳感 器的接近傳感器，其探測SSS離合器10的軸的軸線位移。接近傳感器19和20被安設(shè)于例如不同于作為第一驅(qū)動源的燃?xì)鉁u輪GT33和作為第二驅(qū)動源的蒸汽渦輪ST35的殼體的那 些點的固定點處，從而與SSS離合器10的軸以預(yù)定距離隔開。另外，作為第一驅(qū)動源的燃 氣渦輪GT33和作為第二驅(qū)動源的蒸汽渦輪ST35的軸11和12通過凸緣13和14而被連接 到SSS離合器10的軸。軸11和12不同于SSS離合器10的軸，但是在通過凸緣13和14 而被連接于SSS離合器10的軸時執(zhí)行與SSS離合器10的軸的操作相同的操作。因此，在 以下說明中，假設(shè)燃?xì)鉁u輪GT33的軸11和蒸汽渦輪ST35的軸12的表述包括通過凸緣13 和14而被連接于它們的SSS離合器10的軸。例如，上述接近傳感器的一個實例包括渦電流式間隙傳感器和CXD激光位移傳感 器，該渦電流式間隙傳感器基于在允許高頻電流流向構(gòu)成傳感器的傳感器頭之后在第一驅(qū) 動源和第二驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸的表面中流動的渦電流變化而探測軸線位移數(shù)量，并且該CCD 激光位移傳感器以如此方式通過三角形距離測量探測軸線位移數(shù)量，即，該傳感器被安設(shè) 于與第一驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸和第二驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸以預(yù)定距離隔開的位置處，利用激光束照 射第一驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸和第二驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸，然后由使用CCD(電荷耦合器件)的光線接 收元件接收反射光束。在渦電流式間隙傳感器中，測量物體需要是金屬，并且測量距離需要 是短的。然而，渦電流式間隙傳感器具有高的分辨率、高的精度和針對塵土、水和油的優(yōu)良 環(huán)境耐受性。另外，在CCD激光位移傳感器中，測量表面是小的，但是即使在遠(yuǎn)的位置處也 能夠以高的精度測量軸線位移。因此，C⑶激光位移傳感器最好地適合于測量發(fā)電機的旋 轉(zhuǎn)軸的軸線位移數(shù)量。在根據(jù)本發(fā)明的、利用這種配置探測使用SSS離合器10的動力傳輸設(shè)備中的軸線 位移數(shù)量的方法中，作為第一驅(qū)動源的燃?xì)鉁u輪GT33的旋轉(zhuǎn)軸11的軸線位置變化數(shù)量和 作為第二驅(qū)動源的蒸汽渦輪ST35的旋轉(zhuǎn)軸12的軸線位置變化數(shù)量是由被設(shè)置成面對其旋 轉(zhuǎn)軸11和12的作為非接觸傳感器的接近傳感器19和20測量的。然后，基于在通過SSS 離合器10在旋轉(zhuǎn)軸11和旋轉(zhuǎn)軸12之間執(zhí)行接合操作(結(jié)合操作)時每一個旋轉(zhuǎn)軸的軸 線位置變化數(shù)量的測量結(jié)果，探測作為第二驅(qū)動源的蒸汽渦輪ST35的旋轉(zhuǎn)軸12相對于作 為第一驅(qū)動源的燃?xì)鉁u輪GT33的旋轉(zhuǎn)軸11的相對軸線位移數(shù)量。S卩，在SSS離合器10中，當(dāng)在相互接合的軸11和12之間的軸線位移數(shù)量變成大 于預(yù)定的規(guī)定數(shù)值的數(shù)值時，在燃?xì)鉁u輪GT33、發(fā)電機36和蒸汽渦輪ST35全部幾乎以額定 每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)中，執(zhí)行SSS離合器10的接合操作。因此，過度應(yīng)力被施加到SSS 離合器10。結(jié)果，離合器可能受到損壞。然而，認(rèn)為在正常接合狀態(tài)中在軸11和12之間的 軸線位移數(shù)量幾乎不存在。因此，即使當(dāng)在接合操作之前在軸11和12之間存在軸線位移時，在接合操作時在 軸11和12之間的軸線位移數(shù)量也幾乎不存在。因此，獲得了在接合操作之前和之后軸11 和12的運動數(shù)量，并且該運動數(shù)量被相加，由此獲得作為第二驅(qū)動源的蒸汽渦輪ST35的旋 轉(zhuǎn)軸12相對于作為第一驅(qū)動源的燃?xì)鉁u輪GT33的旋轉(zhuǎn)軸11的相對軸線位移數(shù)量。圖2 (a)到2 (C)示出作為第二驅(qū)動源的蒸汽渦輪ST35的旋轉(zhuǎn)軸12和作為第一驅(qū) 動源的燃?xì)鉁u輪GT33的旋轉(zhuǎn)軸11由于使用年限變化而引起的軸線位移數(shù)量的一個實例， 其中圖2(A)示出在軸線位移數(shù)量的調(diào)節(jié)之后即刻的狀態(tài)，圖2(B)示出在幾年之后的狀態(tài) 的一個實例，并且圖2(C)以模擬方式示出在五年或者更久之后的狀態(tài)。在各個圖表中，豎 直軸線示意測量距離，水平軸線示意在SSS離合器10的接合操作之前和之后的時間，并且在時間t執(zhí)行接合操作。附圖標(biāo)記21到26中的每一個示意作為第二驅(qū)動源的蒸汽渦輪 ST35的旋轉(zhuǎn)軸12和作為第一驅(qū)動源的燃?xì)鉁u輪GT33的旋轉(zhuǎn)軸11的軸線位移數(shù)量，即，由 在圖1中利用附圖標(biāo)記19和20表示的接近傳感器測量的各個軸的軸線位移數(shù)量。如從圖表理解地，由于即使在圖2(A)所示的軸線位移數(shù)量的調(diào)節(jié)之后即刻也稍 微存在的軸線位移，作為第一驅(qū)動源的燃?xì)鉁u輪GT33的旋轉(zhuǎn)軸11和作為第二驅(qū)動源的蒸 汽渦輪ST35的旋轉(zhuǎn)軸12具有由附圖標(biāo)記21和22示意的偏差。然而，當(dāng)在時間t執(zhí)行接 合操作時，旋轉(zhuǎn)軸12相對于旋轉(zhuǎn)軸11的軸線位移數(shù)量得以調(diào)節(jié)，并且因此如上所述，當(dāng)在 時間t執(zhí)行接合操作時，軸線位移數(shù)量幾乎不存在。另外，在圖2(B)所示在幾年之后的狀態(tài)中，由于使用年限變化，如由附圖標(biāo)記23 和24示意地，軸線位移數(shù)量變大，但是當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸12相對于旋轉(zhuǎn)軸11的軸線位移數(shù)量不大 于預(yù)定數(shù)值時，正常地執(zhí)行接合操作。然而，如在圖2(C)中所示，例如在五年或者更久之后 的狀態(tài)中，由于使用年限變化，軸線位移數(shù)量變得更大。因此，在圖2(C)所示的狀態(tài)中，有 必要調(diào)節(jié)軸線位移數(shù)量，但是圖2(A)、2 (B)和2(C)中的圖表所示的軸線位移數(shù)量是如下利 用上述方法探測的。例如，如在圖2(C)中所示，假設(shè)旋轉(zhuǎn)軸11的測量數(shù)量由附圖標(biāo)記25示意，旋轉(zhuǎn) 軸12的測量數(shù)量由附圖標(biāo)記26示意，在執(zhí)行接合操作時由附圖標(biāo)記25示意的測量數(shù)量的 運動數(shù)量由S 1示意，并且在執(zhí)行接合操作時由附圖標(biāo)記26示意的測量數(shù)量的運動數(shù)量 由δ 2示意，當(dāng)如上所述在時間t執(zhí)行接合操作時，由于接合操作，軸線位移數(shù)量幾乎不存 在。小的軸線位移數(shù)量，即，在時間t的接合操作之前即刻的軸線位置和在執(zhí)行接合操作時 帶有小的位移數(shù)量的軸線位置的軸線運動數(shù)量(δ 1+δ2)是作為第一驅(qū)動源的燃?xì)鉁u輪 GT33的旋轉(zhuǎn)軸11相對于作為第二驅(qū)動源的蒸汽渦輪ST35的旋轉(zhuǎn)軸12的軸線位移數(shù)量。因此，當(dāng)軸線運動數(shù)量(δ 1+ δ 2)大于預(yù)定的檢查參考數(shù)值(預(yù)設(shè)數(shù)值)例如R 時，圖3所示的控制器39探測這種狀態(tài)，并且通過使用例如被連接到控制器39的顯示設(shè)備 (未示出)、使用合成聲音的警告操作或者特定的警告聲音發(fā)生裝置而將自調(diào)準(zhǔn)請求通知 外側(cè)。據(jù)此，如上所述，在其中燃?xì)鉁u輪GT33、發(fā)電機36和蒸汽渦輪ST35全部地幾乎以額 定速度旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)中執(zhí)行SSS離合器10的接合操作。結(jié)果，在前地防止例如過度應(yīng)力被施 加到SSS離合器10并且因此SSS離合器10受到損壞的問題是可能的。另外，如上所述，由接近傳感器19和20例如渦電流式間隙傳感器和CCD激光位移傳 感器執(zhí)行作為第一驅(qū)動源的燃?xì)鉁u輪GT33的旋轉(zhuǎn)軸11和作為第二驅(qū)動源的蒸汽渦輪ST35 的旋轉(zhuǎn)軸12的軸線位置變化數(shù)量的測量。然而，在通過鑄造形成旋轉(zhuǎn)軸的情形中，其表面具 有非均勻性，并且因此軸線位移數(shù)量的準(zhǔn)確測量是困難的。因此，例如當(dāng)對于每一個旋轉(zhuǎn)角度 積分由接近傳感器19和20獲得的測量結(jié)果并且使用其平均值時，即使在此情形中獲得準(zhǔn)確 的軸線位置變化數(shù)量也是可能的。據(jù)此，將這種電路聯(lián)結(jié)到控制器39是理想的。此外，在使用SSS離合器10的接合操作的時間點的探測中，可以確定的是，當(dāng)使用 接近傳感器19和20的、軸線位置變化數(shù)量的測量結(jié)果不小于預(yù)定數(shù)值時，接合操作得以執(zhí) 行。然而，因為離合器的自調(diào)準(zhǔn)操作是由傳輸扭矩的作用力執(zhí)行的，所以在其中發(fā)電機36 被用作如在圖3中所示的從動源的情形中和在其中在起動操作期間發(fā)電機36僅被燃?xì)鉁u 輪GT33驅(qū)動時添加或者停止蒸汽渦輪ST35的情形中，發(fā)電機36的輸出增加或者降低。因 此，當(dāng)通過輸出的增加或者降低而執(zhí)行在第一驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸11和第二驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸12之間的接合或者脫離操作時，準(zhǔn)確地探測接合操作和自調(diào)準(zhǔn)操作的完成而不使用特定的 接合探測裝置是可能的。如上以各種方式所述，根據(jù)本發(fā)明，非接觸傳感器19和20被分別地設(shè)于第一驅(qū)動 源的旋轉(zhuǎn)軸11和第二驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸12中，并且基于在通過SSS離合器10的接合操作期 間使用兩個非接觸傳感器19和20的、軸線位置變化數(shù)量的測量結(jié)果探測第二驅(qū)動源的旋 轉(zhuǎn)軸12相對于第一驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸11的相對軸線位移數(shù)量。此時，即使當(dāng)在第一驅(qū)動源 的旋轉(zhuǎn)軸11和第二驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸12之間存在稍微的軸線位移時，SSS離合器10也在其 間執(zhí)行接合操作從而其兩個軸基本相互對準(zhǔn)。因此，因為通過在接合操作的時間點監(jiān)視第 一驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸11和第二驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸12的運動數(shù)量而準(zhǔn)確地探測軸線位移數(shù)量是 可能的，所以提供能夠利用簡單配置在操作期間直接地執(zhí)行的、探測在使用自動自調(diào)準(zhǔn)接 合離合器的動力傳輸設(shè)備中的軸線位移數(shù)量的方法是可能的。工業(yè)適用性根據(jù)本發(fā)明，因為利用簡單配置在操作模式中測量使用SSS離合器的動力傳輸設(shè) 備的軸線位移數(shù)量是可能的，所以提供能夠在前地防止由于使用SSS離合器的動力傳輸設(shè) 備的軸線位移而引起SSS離合器損壞的動力傳輸設(shè)備是可能的。
權(quán)利要求
一種探測使用自動自調(diào)準(zhǔn)接合離合器的動力傳輸設(shè)備中的軸線位移數(shù)量的方法，所述方法被用于探測在所述動力傳輸設(shè)備中第二驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸相對于第一驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸的軸線位移數(shù)量，所述動力傳輸設(shè)備被配置為通過允許所述第一驅(qū)動源的所述旋轉(zhuǎn)軸通過所述自動自調(diào)準(zhǔn)接合離合器與所述第二驅(qū)動源的所述旋轉(zhuǎn)軸接合而向從動體傳輸驅(qū)動力，所述方法包括通過使用分別被設(shè)置成面對所述旋轉(zhuǎn)軸的非接觸傳感器，測量所述第一驅(qū)動源的所述旋轉(zhuǎn)軸和所述第二驅(qū)動源的所述旋轉(zhuǎn)軸中的每個旋轉(zhuǎn)軸的軸線位置變化數(shù)量；和基于當(dāng)所述第一驅(qū)動源的所述旋轉(zhuǎn)軸通過所述自動自調(diào)準(zhǔn)接合離合器而與所述第二驅(qū)動源的所述旋轉(zhuǎn)軸接合時的每個旋轉(zhuǎn)軸的軸線位置變化數(shù)量的測量結(jié)果，探測所述第二驅(qū)動源的所述旋轉(zhuǎn)軸相對于所述第一驅(qū)動源的所述旋轉(zhuǎn)軸的相對軸線位移數(shù)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的探測使用自動自調(diào)準(zhǔn)接合離合器的動力傳輸設(shè)備中的軸線位移 數(shù)量的方法，其中通過使用使用所述非接觸傳感器的、所述軸線位置變化數(shù)量的測量結(jié)果的積分?jǐn)?shù) 值，執(zhí)行通過使用所述非接觸傳感器對所述第一驅(qū)動源的所述旋轉(zhuǎn)軸和所述第二驅(qū)動源的 所述旋轉(zhuǎn)軸中的每個旋轉(zhuǎn)軸的軸線位置變化數(shù)量的測量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2的探測使用自動自調(diào)準(zhǔn)接合離合器的動力傳輸設(shè)備中的軸線 位移數(shù)量的方法，其中當(dāng)所述第二驅(qū)動源的所述旋轉(zhuǎn)軸相對于所述第一驅(qū)動源的所述旋轉(zhuǎn)軸的相對軸 線位移數(shù)量超過預(yù)定的軸線位移數(shù)量時，向外部產(chǎn)生用于提示軸線位置調(diào)節(jié)的警報。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項的探測使用自動自調(diào)準(zhǔn)接合離合器的動力傳輸設(shè)備中 的軸線位移數(shù)量的方法，其中所述從動體是發(fā)電機，并且其中基于所述發(fā)電機的輸出的變化，探測所述第一驅(qū)動源的所述旋轉(zhuǎn)軸和所述第二驅(qū) 動源的所述旋轉(zhuǎn)軸之間的通過所述自動自調(diào)準(zhǔn)接合離合器的接合操作。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一項的探測使用自動自調(diào)準(zhǔn)接合離合器的動力傳輸設(shè)備中 的軸線位移數(shù)量的方法，其中每個所述非接觸傳感器被配置成渦電流式間隙傳感器，所述渦電流式間隙傳感器 基于在所述第一驅(qū)動源的所述旋轉(zhuǎn)軸和所述第二驅(qū)動源的所述旋轉(zhuǎn)軸的表面中流動的渦 電流變化而以如下方式探測軸線位移數(shù)量，即，所述非接觸傳感器被安裝于與所述第一驅(qū) 動源和所述第二驅(qū)動源的殼體的固定點不同的固定點處，以便與所述第一驅(qū)動源的所述旋 轉(zhuǎn)軸和所述第二驅(qū)動源的所述旋轉(zhuǎn)軸以預(yù)定距離隔開，并且高頻電流流向構(gòu)成所述非接觸 傳感器的傳感器頭。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一項的探測使用自動自調(diào)準(zhǔn)接合離合器的動力傳輸設(shè)備中 的軸線位移數(shù)量的方法，其中每個所述非接觸傳感器被配置成CCD激光位移傳感器，該CCD激光位移傳感器通 過三角形距離測量而以如下方式探測軸線位移數(shù)量，即，所述非接觸傳感器被安裝于與所 述第一驅(qū)動源和所述第二驅(qū)動源的殼體的固定點不同的固定點處，以便與所述第一驅(qū)動源 的所述旋轉(zhuǎn)軸和所述第二驅(qū)動源的所述旋轉(zhuǎn)軸以預(yù)定距離隔開，利用激光束照射所述第一 驅(qū)動源的所述旋轉(zhuǎn)軸和所述第二驅(qū)動源的所述旋轉(zhuǎn)軸，然后由使用CCD(電荷耦合器件)的光線接收元件來接收反射光束。
全文摘要
一種探測在使用自動自調(diào)準(zhǔn)接合離合器的驅(qū)動力傳遞機構(gòu)中的軸線位移數(shù)量的方法，該方法能夠利用簡單結(jié)構(gòu)在操作期間準(zhǔn)確地探測自動自調(diào)準(zhǔn)接合離合器中的軸線位移數(shù)量。在驅(qū)動力傳遞機構(gòu)中，第一驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸和第二驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸通過自動自調(diào)準(zhǔn)接合離合器相互結(jié)合從而向待被驅(qū)動的本體傳遞驅(qū)動力。利用非接觸傳感器測量第一驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸和第二驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸中的每一個旋轉(zhuǎn)軸的位置移位數(shù)量。根據(jù)當(dāng)?shù)谝或?qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸和第二驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸通過自動自調(diào)準(zhǔn)接合離合器相互結(jié)合時的旋轉(zhuǎn)軸的位置移位數(shù)量的測量結(jié)果，第二驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸相對于第一驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)軸的軸線位移數(shù)量得以探測。
文檔編號G01B21/24GK101910818SQ20098010159
公開日2010年12月8日 申請日期2009年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月31日
發(fā)明者武田憲有 申請人:三菱重工業(yè)株式會社