Способ контроля работы подшипника

 

Изобретение относится к эксплуатации турбомашин и может быть использовано для контроля работы крупногабаритных радиальных подшипников жидкостного трения. Цеть изобретения - повысить достоверность и точность прогноза о надежности в работе подшипникового узла. Но ширине рабочей поверхности полувкладыша определяют разность температур дважды: вначале при гидродинамической , а затем при дополнительно подключенной гидростатической системах подачи смазочного материала. Сравнивают полученные разности температур. Для осушествления способа применяются гидродинамическая и гидростатическая системы подачи смазочного материала к подшипнику, термометры сопротивления, установленные по ширине нижнего полувкладыша, сигналы от которых поступают на измеритель, связанный с дифференцируюпдим звеном, сигнализатором и блоком управления турбиной . 2 ил. ш (Л to 00 СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК у4 F16C17 24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕПЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3915343/25-27 (22) 15.05.85 (46) 23.! 2.86. Бюл. № 47. (71) Уральский филиал Всесоюзного теплотехнического научно-исследовательского института им. Ф. Э. Дзержинского (72) А. Е. Языков, В. Н. Казанский, Р. Н. Смолин и Ю. П. Николаев (53) 621.822.5 (088.8) (56) Вишнивецкий М. Г и др. Измерение температуры опорных подшипников турбин. — Энергомашиностроение, 1971, № 10, с. 30 — 32. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ РАБОТЫ ПОД

ШИПНИКЛ (57) Изобретение относится к эксплуатации турбомашин и может быть использовано для контроля работы крупногабаритных радиаль„„SU„„1278507 ных подшипников жидкостного трения. Цель изобретения — повысить достоверность и точность прогноза о надежности в работе подшипникового узла. По ширине рабочей поверхности полувкладыша определяют разность температур дважды: вначале при гидродинамической, а затем при дополнительно подключенной гидростатической системах подачи смазочного материала. Сравнивают полученные разности температур. Для осуществления способа применяются гидродинамическая и гидростатическая системы подачи смазочного материала к подшипнику, термометры сопротивления, установленные по ширине нижнего полувкладыша, сигналы от которых поступают на измеритель, связанный с дифференцирующим звеном, сигнализатором и блоком управления турбиной. 2 ил.

1278507

Изобретение относится к теплоэнергетике, конкретно к паровым и газовым турбинам, и может быть использовано преимущественно для контроля работы крупногабаритных радиальных подшипников жидкостного трения в быстроходных современных турбоагрегатах на тепловых и атомных электростанциях.

Целью изобретения является определение перекоса подшипника при его работе в гидродинамическом режиме.

На фиг. 1 показана схема маслоснабжения подшипника; на фиг. 2 — — схема измерения температуры полувкладыша.

Г1одшипниковый узел содержит полувкладыш 1, рабочая поверхность которого образует с шейкой вала 2 смазочный зазор 3. 11о торцам полувкладыша установлены датчики 4 и 5 температуры. Начало смазочного зазора подключено линией 6 к маслоохлядителю 7 и маслонасосу 8 низкого давления. Насос 9 высокого давления подключен к карманам 10 для гидростатического подъема шейки вала. Датчикитемпсратуры импульсными линиями связаны с измерителем 11, дифференцирующим звеном 12, сигнализатором 13 и блоком 14 управления.

Пусковая гидростатическая система подачи масла обеспечивает надежное всплытие шейки валя в рясточке полувкладышей при низких частотах вращения ротора, когда гидроди нам и ческая см азка еще не эффективна. Г1ри нормальной частоте вращения ротора надежное всплытие шейки вала обеспечивается самим подшипником, работающим в режиме гидродинамической смазки, и подключение пусковой гидростатической системы практически не отражается на толщине смазочного зазора.

Однако подведение сравнительно холодного масла в карманы для гидростатического подъема шейки вала и далее в высокоскоростной поток нагретого масла способствует образованию в этой зоне специфической эмульсии тина «капли холодного масла в нагретом масле». Kàê для любой эмульсии вязкость получающейся масломасляной смеси оказывается выше вязкости отдельных компонентов, составляющих смесь. Поэтому при совместной -- гидродинамической и гидростатической — — системе подачи смазочного материала в нагруженной зоне подшипника (так, где размещены карманы для гидроподъема и где расположены датчики температурного контроля баббитовой заливки) вследствие образования сравнительно вязкой среды поток ламинаризуется. Это мало отражается на температурном режиме в зоне наибольшего сближения шейки вала и полувкладыша, где и раньше был ламинарлый режим смазки, Но существенно изменяет тепловыделение в зоне наибольшего удаления шейки вала от полувкладыша: здесь поперечные градиенты скоростей сравнительно низкие, локальные по5

2$

ЗО

55 тери мощности на трение уменьшаются, расход масла увеличивается, заметно снижается температура рабочей поверхности. Отмеченный эффект и используется для эксплуатационного контроля работы подшипника.

Способ осуществляется следуIoIIIèì образом.

При пуске турбины масло насосом 8 через маслоохладитель 7 по линии 6 подводится в смазочный зазор 3. Насос 9 высокого давления подает масло в карманы 10 для гидростатического подьема шейки вала.

При повышенной частоте вращения вала, когда гидродинамическая смазочная пленка в зазоре 3 обеспечивает надежное всплытие шейки вала, насос 9 отключается.

Выходные сигналы от датчиков 4 и 5 температуры поступают в измеритель 11.

Г;ели t4)T и/или 1; Т (где Т вЂ” предельно допустимая температура рабочей поверхности полувкладыша), что возможно, например, при ограниченной подаче масла в подшипник, сигнал от измерителя сразу поступает к сигнализатору 13, который через блок 14 управления формирует импульс на останов турбины.

Если 14(Т и/или 15(Т, но 14-- 1з)Л1 (где Л(" — — предельно допустимая разность температур по ширине полувкладыша), то возможно при перекосе шейки вала относительно полувкла,ыша, сигналы от дат«иков 4 и 5 температуры поступают к измерителю !1è далее к,дифференцирующему звену 12, которое вырабатывает разностный импульс t> — t; и передает его ерез сигнализатор 13 к блоку 14 управления, формируя команду на останов турбины.

Если t4(7 и/или д(Т, но и t4 t (At, что возм ожно пр и небольшом перекосе шейки вала относительно полувкладыша или при возникновении турбулентности в зоне наибольшего отклонения шейки вала от полувкладыша, то в этом случае кратковременно включается насос 9 высокого давления. Охлажденное масло, вытекая из карманов 10, образует с нагретым маслом своеобразную вязкую эмульсию «масло в масле», гасящую турбулентность в зоне перекосы шейки вала. Если при этом новая разность

/ / температур t4 — ts выше допускаемой величины М", схема измерения формирует сигнал на отключение турбин >к Если новая разность температур t4 — t ;, ниже At" (что возможно при малом перекосе шейки вала или при отсутствии турбулентности в зоне перекоса), эксплуатация турбинь. продолжается.

При использовании нефтяного турбинного масла для смазки подшипников обы п4о принимают Т== 100 C, bt "> == 20 — -22" С.

Пример 1. На подшипники паровой >урбины подается масло с температурой

=40 С и давлением Р>=0,12 NHa. Во время пуска турбины на номинальной частоте вращения валопровода температура одного из подшипников t4=100 Ñ. При этом темпера1278507 тура баббита, измеренная вторым термометром сопротивления, 97 С. Подключение гидростатической смазки приводит к незначительному снижению абсолютных значений температур (t4=99 С, а 15=96 С) и сохранению разницы температур на прежнем уровне (At=At =3 С) . Проведенные измерения свидетельствуют о том, что подшипник раоотает с небольшим перекосом шейки вала относительно полувкладыша, но в опасном температурном режиме (при ограниченной подаче масла, нерасчетной нагрузке и т.д.). В связи с тем, что температура баббита, измеренная одним из термометров сопротивления, приближается к предельному значению T=

=100 С, турбина останавливается для ревизии подшипника.

Пример 2. На подшипники паровой турбины подается масло с температурой

=40 С и давлением Pi=0,12 МПа. Во время пуска турбины «а холостом ходу температура баббита, измеренная вблизи торцов одного из подшипников, t4 — — 77 и t;=75 С, а при подключении гидростатической смазки соответственно 73 и 72 С. Разница температур баббита по ширине подшипника для обоих режимов 2 и 1 С. Что свидетельствует о практической параллельности поверхностей шейки вала и вкладыша. В период прогрева фундамента опор, расширения элементов турбины и набора нагрузки значения температуры баббита для данного подшипника в режиме гидродинамической смазки изменяется до величин t =91 и t;=70 С, а гидростатодинамической соответственно 88 и

66 С. Разница температур по ширине подшипника 21 и 22 С и достигает предельного значения Л1 .

Характеристика рабочего состояния по разности температур At свидетельствует о том, что перекос нагрузки по ширине подшипника достигает опасного значения. при сохранении которого подшипник изнашивается на малых частотах валопровода в период пусков и остановов турбоагрегата, а также при повышении вибрации роторов. Предотвращение повреждений подшипника по параметру разницы температур баббита достигается остановом турбоагрегата с ревизией подшипника и других элементов турбины (опорных поверхностей цилиндров, тепловых экранов фундаментных колонн и др.).

Пример 3. На подшипники паровой тхрбины подается масло с температурой

=40 С и давлением Р, =0,12 МПа. На номинальной частоте вращения валопровода температура баббита, измеренная вблизи торцов одного из крупногабаритных подшипников в режиме гидродинамической смазки, t,=96 и t;„=90 С. Разница температуры по ширине подшипника при данном способе маслоснабжения 6 С, что существенно меньше допускаемой величины At*. При совместной работе систем подачи смазочного материала (гидродинамической и гидростатиI / ческой) температуры t< и 4 соответственно

95 и 73 С, à At =22 С превышает Л1" . Для данного подшипника существенный перекос

20 между шейкой вала и полувкладышем не зафиксирован по разности температур баббита из-за различного характера течения смазочного материала по ширине подшипника в режиме гидродинамической смазки.

Опасное состояние подшипника установлено

25 в режиме гидростатодинамической смазки, ламинизировавшей, поток масла по всей ширине подшипника в зоне измерения температур баббита.

Предложенный способ наиболее целесообразен в роторных машинах, содержащих крупногабаритные или высокоскоростные радиальные подшипники скольжения с комбинированным способом подачи смазочного материала.

Формула изобретения

Способ контроля работы подшипника в гидродинамическом режиме, заключающийся в определении разности температур, измеренных по ширине вкладыша и сравнении

4О ее с предельно допустимой, отличающийся тем, что, с целью определения перекоса, перед замером температур кратковременно подают смазку под давлением в зону трения.

1278507 иг 7

Составитель Б. Моисеева

Редактор О. Головая Текрсд И. Верее Корректор М. Самборская

Заказ 6774!30 Тираж 777 По LIIIICHOC

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по дела м изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4