Способ диагностирования роторных машин

 

Изобретение относится к измерительной технике, преимущественно к диагностированию роторных машин. Цель изобретения - повышение достоверности определения места дефекта и возможная компенсация его вибрационного действия Для этого необходимо выполнить измерения амплитуд и фаз вибрации с частотой вращения в нескольких точках на подшипниках и корпусах машины при исходном взаимной положении роторов, после чего остановить машину, разобрать муфту, развернуть одну часть валопровода относительно другой на 180° и собрать муфту, вновь пустить машину и повторить упомянутые виброизмерения. Место дефекта определить путем сопоставления параметров вибрации при двух упомянутых измерениях, одновременно установить такое взаимное положение роторов, при котором достигается минимальная интенсивность вибрации. 1 ил. СО с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 M 17/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4870205/28 (22) 02,08,90 (46) 23.09,92; Бюл. ¹ 35 (71) Центральное конструкторское бюро по модернизации действующего оборудования электростанций Научно-производственного объединения "Энергоремонт" (72) А. С, Гольдин (56) Шибер В,Л, и Косинов Ю.П, Вибродиагностическая модель вынужденных колебаний валопровода. — Электрические станции, 1987, ¹ 6. (54) СПОСОБ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ РОТОРНЫХ МАШИН (57) Изобретение относится к измерительной технике, преимущественно к диагностированию роторных машин. Цель изобретения — повышение достоверности

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для диагностирования роторных машин.

Известны способы диагностирования роторных машин (1), (2), заключающиеся в том, что на подшипниковых опорах или корпусах машины измеряют поперечные колебания на одной или нескольких частотах вращения, сопоставляют результаты этих измерений с эталонным уровнем, либо с заранее полученными тарировочными характеристиками и на основзнии такого сопоставления делают заключение о дефекте. Недостатком способов (1) и (2) является то, что они требуют специального оснащения и предварительных вибрационных исследований машины. Ы, 1763935 А1 определения места дефекта и возможная компенсация его вибрационного действия, Для этого необходимо выполнить измерения амплитуд и фаз вибрации с частотой вращения в нескольких точках на подшипниках и корпусах машины при исходном взаимнои положении роторов, после чего остановить машину, разобрать муфту, развернуть одну часть валопровода относительно другой на 180 и собрать муфту, вновь пустить машину и повторить упомянутые виброизмерения. Место дефекта определить путем сопоставления параметров вибрации при двух упомянутых измерениях, одновременно установить такое взаимное положение роторов, прй котором достигает- С.. ся минимальная интенсивность вибрации. 1 ил, Известен способ диагностирования роторных машин (3) по данным измерений ам- О плитуд и фаз вибрации оборотной частоты (гд на подшипниковых опорах, заключающийся Ql в том, что дефект определяют путем сопоставления результатов измерений параметров вибрации с динамическими коэффициентами влияния (ДКВ) рассматриваемых дефектов, при этом ДКВ определяют расчетно-экспериментальным способом на математической вибродиагностической модели валопрбвода машийы (прототип)

Недостатком данного способа является необходимость проводить дорогостоящие эксперименты и расчеты для каждого типа машин. Как показал опыт, вследствие разброса динамических характеристик машин

1763935 — A1

В1

+ A2

2 — Аг (2) Вг одного типа достоверность диагноза при этом недостаточна, Целью изобретения является повышение достоверности определения места дефекта, вызывающего высокую вибрацию, 5 (например, дисбаланса) и возможная компенсация вибрационного воздействия этого дефекта, Для достижения этой цели измерения амплитуд и фаз вибрации подшипниковых 10 опор и (или) корпусов машины производят при двух пусках на рабочей частоте вращения. Первый пуск произвОдят при исходном взаимном положении роторов, Для второго пуска агрегат останавливают, разбирают 15 муфту, разворачивают одну часть валопровода относительно другой на угол 180 или близкий к нему и собирают муфту вновь.

Дефектный участок валопровода определяют путем сопоставления амплитуд и фаз 20 вибрации при двух упомянутых пусках. Для сопоставления выбирают виброизмерения в той точке, где вибрация является определяющей (наибольшей по амплитуде).

Для простоты дальнейшего изложения 25 предположим, например, что валопровод машины состоит из двух роторов N 1 и N 2, из которых ротор N. 1 генерирует опорный сигнал или имеет метку для отсчета фаз.

Измерения вибрации машины выпол- 30 няют каким-либо из известных виброизмерительных приборов, позволяющих, в частности, измерять амплитуды и фазы оборотной гармоники вибрации, устанавливая вибропреобразователь в соответствии с 35 действующими нормами на способы контроля вибрации подшипниковых опор. Значения амплитуды А и фазы р вибрации в каждой точке определяют комплексере значение этой вибрации А=А .

Пусть А1= А1 1 — комплексное значение вибрации в выбранной точке при первом пуске, соответственно, А2= А2(ф2 — то же при втором пуске после взаимного разворота роторов на 180 . 45

Поскольку контролируемая вибрация представляет сумму вибрационных воздействий ротора 1 и ротора 2, очевидны уравнения:

А1=В1+Вг 50

А2=В1-В2, (i) где В1=В1 ф 1 — воздействие ротора 1;

B2=B2 ф 2 — воздействие ротора 2,(2)

Непосредственно из (1) получим

На чертеже представлено графическое построение для определения В1 и Bz в соответствии с формулами (2).

Амплитуды В1 и Bz определяют степень воздействия на вибрацию каждого из ротороа: есои В1ЭВ2, то дефект расположен на роторе ¹ 1, и наоборот. Из (1) также ясно, что существует такое взаимное положение роторов, при котором достигается минимальное значение амплитуды вибрации в рассматриваемой точке АМ, определяемое по формуле:

AMw=B1 В2 (3)

Для достижения условия (3) ротор М 2 следует развернуть относительно ротора М

1 в направлении увеличения фазовых углов на роторах из положения, соответствующего первому пуску, на угол a p. а р=180О-(Q- g 1), (4) где ф1 и ф2 — фазы значений В1 и В2, определяемых по формулам (2) (См. диаграмму).

Конструкция муфты, как правило, не позволяет в точности выполнить условие (4), в связи с чем выбирается такое взаимное положение роторов, которое наилучшим образом соответствует условию (4): угол разворота а выбирают так, чтобы (a p- )= мин (5)

Прогнозируемое значение вибрации А> при этом в рассматриваемаой точке определяют по формуле:

A А -B1+B2 (1p2+ а ). (6)

Пользуясь формулами (2) и (6), можно определить значение Ал во всех контролируемых точках.

Если А> больше допустимого значения, либо предполагаемый дефект исключает нормальную работу машины, то дефектный ротор следует подвергнуть балансировке и (или) ремонту.

Смысл приведенных рассуждений не изменится, если угол взаимного разворота роторов несколько отличается от 180, например, при нечетном количестве пальцев в муфте. При этом должны быть внесены соответствующие уточнения в приведенные расчеты, Таким образом, в изобретении, как и в прототипе, для диагностирования роторных машин используется измерение амплитуд и фаз оборотной вибрации, В то же время существенными признаками, отличающими изобретение от прототипа является то, что, во-первых, измерения амплитуд и фаз вибрации производят при двух пусках машины, первый из которых осуществляют при исходном взаимном положении роторов, а . второй — после изменения этого положения, и, во-вторых, данные измерения парамет1763935

Соста вител ь А. Гол ьдин

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор Н.Ревская

Редактор

Заказ 3452 Тираж Подписное

ВНИИПИ Г

ИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ров вибрации используют для определения такого взаимного положения роторов, при котором достигается минимальная вибрация.

Из вышеизложенного ясно, что изобретение с наибольшим эффектом может быть применено для диагностирования машин, содержащих два ротора, соединенных муфтой; это весьма распространенные машины малой и средней мощности, состоящие из привода и механизма.

Если взаимное вибрационное влияние роторов велико, невозможно по измерениям вибрации непосредственно определить дефектный ротор, что приводит к необходимости проводить ревизию всей машины.

Эффект от использования изобретения определяется сокращением затрат на ремонт машины, а в ряде случаев также исключением затрат на балансировку и вибрационную наладку.

Формула изобретения

Способ диагностирования роторных машин, заключающийся в том, что измеряют амплитуды и фазы вибрации на частоте вра5 щения роторов в контрольных точках, определяют дефект, вызывающий вибрацию, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения достоверности определения места дефекта и возможностей компенсации его

10 вибрационного действия, изменяют взаимное положение роторов машины на угол, возможно близкий к 180, повторно измеряют амплитуды и фазы вибрации на частоте вращения роторов, сравнивают значения

15 параметров вибрации пои двух пусках машины, по результатам сравнения определяют местоположение дефекта и взаимное положение роторов, при котором амплитуда вибрации диагностируемой машины мини20 мальна.