Способ контроля изменения состояния рамовых подшипников дизеля в процессе эксплуатации системы дизель - валопровод

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2594387:

Закрытое акционерное общество "Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт морского флота" (RU)

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для эксплуатационного контроля изменения состояния подшипников двигателя (дизеля). Способ заключается в определении в процессе эксплуатации на частоте вращения выходного вала дизеля амплитуды и фазы вибрации на двух опорах - на первой опоре - корпусе подшипника выходного вала дизеля и на второй опоре - корпусе первого подшипника валопровода в осевом и радиальном направлениях с помощью датчиков вибрации. Эти датчики установлены на опорах навстречу друг другу в осевом направлении и в одну сторону в радиальном направлении. Об изменении состояния рамовых подшипников делают вывод, если амплитуда вибрации на каждой опоре в осевом направлении больше, чем в радиальном направлении, и вибрация на первой опоре синфазна по отношению к вибрации на второй опоре в радиальном и в осевом направлениях соответственно, или если амплитуда вибрации на каждой опоре в радиальном направлении больше, чем в осевом направлении, и вибрация на первой опоре противофазна по отношению к вибрации на второй опоре в радиальном направлении. Технический результат заключается в повышении оперативности, надежности и точности определения изменения состояния рамовых подшипников дизеля при эксплуатации судна. 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для эксплуатационного контроля изменения состояния подшипников двигателя (дизеля).

В настоящее время состояние подшипников дизеля в соответствии с Инструкциями заводов-изготовителей и Правил Регистра определяют по замерам раскепов во время остановки дизеля (см. Правила технической эксплуатации судовых технических средств и конструкций. РД31.21.30-97. Министерство транспорта Российской Федерации. Санкт-Петербург. 1997 г. ) (Раскепы - это разность расстояний между щеками мотыля коленчатого вала при двух диаметрально противоположных положениях колена. По расхождению щек судят о изгибе вала в районе данного мотыля). О недопустимом состоянии рамовых подшипников дизеля судят по увеличенному раскепу.

Износ вкладыша рамового подшипника дизеля приводит к расцентровке выходного вала дизеля с валопроводом и повышенной вибрации. Таким образом, расцентровка может являться диагностическим признаком состояния неисправности подшипников дизеля, связанных с износом вкладышей.

Известны приборы, которые позволяют оценить расцентровку и отцентровать систему дизель - валопровод. Эти приборы используют сразу после остановки двигателя на прогретом двигателе или после длительной остановки на холодном двигателе (см. Прибор К-601, НПФ «Ресурс, Санкт-Петербург; Прибор ПЦВ-1, ФНЦП НИИКИ ОЭП, ИНФОРМТЕХ, Сосновый бор; Прибор Квант, Балтех, Санкт-Петербург).

В процессе эксплуатации происходит ухудшение состояния подшипников дизеля, которое может сказаться на безопасности эксплуатации судна, особенно при длительных рейсах. Поэтому необходимо контролировать состояние подшипников дизеля не только при остановках, но и при работающем дизеле. Указанные приборы не позволяют осуществить контроль за изменением расцентровки системы дизель - валопровод, а следовательно, проконтролировать изменение состояния рамовых подшипников дизеля при его работе.

Известен способ контроля расцентровки системы дизель - валопровод, основанный на измерении спектров вибрации, который позволяет автоматизировать процесс контроля и который можно использовать для оценки изменения состояния рамовых подшипников (см. Русов В.А. «Спектральная вибродиагностика». 1996, 120 с.). Этот способ является ближайшим аналогом.

Известный способ осуществляется следующим образом. В процессе эксплуатации определяют спектр вибросигнала на опорах дизеля. При наличии расцентровки системы дизель - валопровод в спектре вибросигнала появляются три гармоники оборотной частоты - первая, вторая и, довольно часто, третья. Об изменении состояния подшипников дизеля судят по наличию расцентровки, т.е. по появлению в спектре вибросигнала дополнительных гармоник. Этот способ может быть автоматизирован и тем самым позволил бы исключить человеческий фактор при оценке технического состояния подшипников дизеля.

Однако такой же набор гармоник имеется в спектре вибросигнала при ослаблении крепления к фундаменту, при дефектах посадки подшипника и т.д. Кроме того, для многочисленных типов двигателей весьма затруднительно устанавливать нормы по абсолютной величине характеристик для указанных гармоник спектра вибраций. Кроме того, при измерении не учитывают фазовые соотношения между различными формами колебаний, которые различны при различных причинах возникновения расцентровки. Указанные недостатки не позволяют оперативно, точно и надежно оценить наличие расцентровки системы дизель - валопровод, а следовательно, определить изменение состояния рамовых подшипников. Поэтому практического применения указанный способ не получил.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, состоит в создании способа, который позволял бы оперативно, надежно и точно, при необходимости в автоматическом режиме определять изменение состояния рамовых подшипников дизеля при эксплуатации судна, а не только при остановленном двигателе.

Эта задача решается тем, что, как в известном решении, контроль изменения состояния рамовых подшипников дизеля в процессе эксплуатации системы дизель - валопровод осуществляют путем измерения вибрации на корпусе подшипника.

Отличие предлагаемого решения состоит в том, что изменение состояния рамовых подшипников дизеля определяют по возникновению расцентровки выходного вала дизеля и валопровода в процессе эксплуатации путем измерения на эксплуатационном режиме на частоте вращения выходного вала дизеля амплитуды и фазы вибрации на двух опорах: на первой опоре - корпусе подшипника выходного вала дизеля и на второй опоре - корпусе первого подшипника валопровода в осевом и радиальном направлениях с помощью датчиков вибрации, установленных на опорах навстречу друг другу в осевом направлении и в одну сторону в радиальном направлении, а об изменении состояния рамовых подшипников делают вывод, если амплитуда вибрации на каждой опоре в осевом направлении больше, чем в радиальном направлении, и вибрация на первой опоре синфазна по отношению к вибрации на второй опоре в радиальном и в осевом направлениях, или если амплитуда вибрации на каждой опоре в радиальном направлении больше, чем в осевом направлении, и вибрация на первой опоре противофазна по отношению к вибрации на второй опоре в радиальном направлении.

Необходимый результат достигается тем, что независимо от типа дизеля соотношения фаз вибрации на корпусе выходного вала дизеля и на корпусе первого подшипника валопровода в радиальном и осевом направлениях при расцентровке (изломе осей валов) становятся синфазными и при расцентровке (смещении осей валов) становятся в радиальном направлении противофазными.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1, где 1 - двигатель (дизель), 2 - выходной вал дизеля, 3 - валопровод, 4 - первая опора (корпус подшипника выходного вала дизеля), 5 - вторая опора (корпус первого подшипника валопровода), 6, 7 - датчики вибрации в радиальном и осевом направлениях, установленные на первой опоре соответственно, 8, 9 - датчики вибрации в радиальном и осевом направлениях, установленные на второй опоре соответственно.

Способ осуществляется следующим образом.

Изначально система дизель - валопровод находится в рабочем состоянии. Дизель 1 и валопровод 3 закреплены, выходной вал дизеля 2 и валопровод 3 отцентрованы. На первой 4 и второй 5 опорах закрепляют датчики вибрации 6, 7 и 8, 9 соответственно. При этом датчики 6 и 8, измеряющие вибрацию в радиальном направлении, установлены на первой 4 и второй 5 опорах в одну сторону (в одном направлении), а датчики 7 и 9, измеряющие вибрацию в осевом направлении, устанавливают навстречу друг другу. Такое крепление датчиков вибрации обусловлено практическим удобством их крепления на опорах, и при таком креплении датчиков вибрации можно получить указанное соотношение фаз.

После запуска дизеля в процессе его работы снимают показания датчиков:

амплитуду и фазу в радиальном A_P1, Ф_Р1 (датчик 6) направлении, амплитуду и фазу в осевом А_О1, Ф_О1 (датчик 8) направлении на первой опоре;

амплитуду и фазу в радиальном А_Р2, Ф_Р2 (датчик 7) направлении, амплитуду и фазу в осевом А_О2, Ф_О2 (датчик 9) направлении на второй опоре.

Сравнивают амплитуды и фазы в радиальном направлении на каждой опоре с амплитудами и фазами в осевом направлении.

Если амплитуды в осевом направлении на обеих опорах больше, чем в радиальном A_P1<A_O1, А_Р2<А_О2, и вибрации в радиальном направлении синфазны Ф_Р1=Ф_Р2, Ф_О1=Ф_О2, то это свидетельствует о наличии расцентровки валов - изломе осей выходного вала дизеля и валопровода и соответственно о наличии износа вкладышей рамовых подшипников

Если амплитуды вибрации в радиальном направлении на обеих опорах больше, чем в осевом направлении A_P1>A_O1, А_Р2>А_О2, и вибрация в радиальном направлении на обеих опорах находится в противофазе, Ф_Р1=-Ф_Р2, то это свидетельствует также о наличии расцентровки (смещении осей выходного вала дизеля и валопровода), она тоже говорит о наличии износа вкладышей рамовых подшипников.

Любые другие соотношения амплитуд и фаз вибрации не являются свидетельством наличия расцентровки валов и износа вкладышей рамовых подшипников.

Процесс контроля можно проводить непрерывно в течение всего времени работы дизеля. Этот способ позволяет автоматизировать процесс контроля за изменением состояния рамовых подшипников дизеля в процессе эксплуатации. В случае возникновения ситуации указанной выше подается сигнал к остановке дизеля и проверке состояния вкладышей рамовых подшипников дизеля.

Способ контроля изменения состояния рамовых подшипников дизеля в процессе эксплуатации системы дизель - валопровод путем измерения вибрации на корпусе подшипника, отличающийся тем, что изменение состояния рамовых подшипников дизеля определяют по возникновению расцентровки выходного вала дизеля и валопровода в процессе эксплуатации путем измерения на эксплуатационном режиме на частоте вращения выходного вала дизеля амплитуды и фазы вибрации на двух опорах - на первой опоре - корпусе подшипника выходного вала дизеля и на второй опоре - корпусе первого подшипника валопровода в осевом и радиальном направлениях с помощью датчиков вибрации, установленных на опорах навстречу друг другу в осевом направлении и в одну сторону в радиальном направлении, а об изменении состояния рамовых подшипников делают вывод, если амплитуда вибрации на каждой опоре в осевом направлении больше, чем в радиальном направлении, и вибрация на первой опоре синфазна по отношению к вибрации на второй опоре в радиальном и в осевом направлениях соответственно, или если амплитуда вибрации на каждой опоре в радиальном направлении больше, чем в осевом направлении, и вибрация на первой опоре противофазна по отношению к вибрации на второй опоре в радиальном направлении.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытаний шарнирных подшипников с имитацией эксплуатационных нагрузок и температур. Стенд состоит из основания, на котором размещены и соединены при помощи кинематической цепи привод и нагрузочное устройство.

Способ стабилизации параметров шарикоподшипника // 2581414

Изобретение относится к машиностроению, а именно к стабилизации геометрических параметров подшипников качения приработкой в собранном виде. Способ заключается во вращении подшипника под нагрузкой, при этом внешнюю нагрузку направляют к оси подшипника под углом не более 12 градусов, число шариков в процессе обработки устанавливают равным 4-6, в качестве шариков используют шарики из материала с твердостью на 8-12 единиц HRC выше твердости материала колец подшипника, а силу воздействия на подшипник устанавливают такой, чтобы в процессе приработки шарики осуществляли пластическую деформацию дорожки качения.

Способ стабилизации параметров подшипника // 2581408

Изобретение относится к машиностроению, а именно к стабилизации геометрических параметров подшипников качения приработкой в собранном виде. Способ заключается во вращении колец подшипника под внешней осевой нагрузкой, внешнюю нагрузку устанавливают равной Р=k Со, а частоту вращения подшипника устанавливают не более 200 об/мин, где Со - осевая статическая грузоподъемность подшипника; k - коэффициент надежности (k=0,8-0,9).

Способ виброакустической диагностики технического состояния подшипников в составе газотурбинного двигателя // 2575243

Изобретение относится к определению технического состояния авиационных газотурбинных двигателей всех типов способом виброакустической диагностики с применением технического микрофона.

Устройство для диагностики подшипников качения // 2567086

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано преимущественно в различных отраслях машиностроения. Устройство содержит узел установки и крепления внутреннего кольца контролируемого подшипника на приводном валу электродвигателя, два токосъемника, преобразователь, регистрирующую аппаратуру и источник электрического напряжения, один полюс которого через первый токосъемник связан с приводным валом, второй полюс связан с преобразователем, к которому подключен второй токосъемник, выполненный с возможностью подключения к наружному кольцу контролируемого подшипника.

Способ и устройство для оценки повреждения подшипников качения, в частности, в электрических машинах, питаемых через преобразователь частоты переменного тока // 2563597

Изобретения относятся к измерительной технике, в частности к устройствам для оценки повреждения подшипника качения электрической машины. При реализации заявленного способа электрическая машина, содержащая контролируемый подшипник качения, электрически подключена к инвертору с промежуточным контуром напряжения, а указанный подшипник качения имеет, соответственно, смазочный зазор между внутренним кольцом подшипника и телом качения и внешним кольцом подшипника и телом качения.

Устройство для измерения радиального зазора в подшипнике качения // 2561318

Изобретение относится к устройствам для измерения радиального зазора в подшипниках качения, преимущественно радиальных и радиально-упорных, применяемых на различных производствах.

Устройство для измерения осевого биения наружного кольца подшипника качения // 2561317

Изобретение относится к устройствам для измерения осевого биения наружных колец подшипников качения, преимущественно радиальных и радиально-упорных, применяемых на различных производствах.

Способ обнаружения повреждения, по меньшей мере, одного опорного подшипника двигателя // 2558007

Заявленное изобретение относится к области измерительной техники, и может быть использовано для контроля износа двигателя. Способ содержит следующие этапы: в течение всего периода измерения Р считывают текущий вибрационный сигнал (Vc) механической вибрации компонентов двигателя; в течение периода P дискретизируют сигнал (Vc); сигнал синхронизируют относительно изменений режима N; сигнал преобразуют в частотный сигнал для получения частотных спектральных полос, упорядоченных по режиму N; вычисляют среднее значение амплитуд спектральных полос, чтобы получить текущую вибрационную сигнатуру (Sc) двигателя; вычисляют степень отклонения (Δ) между сигнатурой (Sc) и нормальной контрольной вибрационной сигнатурой (Ss); и степень отклонения (Δ) сравнивают с указателями дефектов заранее сформированной базы данных, объединяющей теоретические повреждения опорных подшипников двигателя, для определения потенциальных повреждений опорного подшипника.

Стенд для испытаний газодинамических подшипников // 2556304

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при испытаниях и доводке газовых подшипников высокооборотных турбомашин. Стенд содержит статор, в котором размещен ротор, установленный в двух опорах, выполненных с возможностью размещения в них испытуемых газодинамических подшипников.

Способ диагностики повреждения деталей машин // 2606164

Изобретение относится к области диагностики повреждения деталей машин в процессе их непрерывной эксплуатации и может быть использовано для определения технического состояния машинных агрегатов и обеспечения их безопасной, ресурсосберегающей эксплуатации. В предложенном способе диагностики измеряют уровень вибрации в информативных точках корпуса машины в информативной полосе частот, фиксируют выбросы вибрации, длительность интервалов между выбросами, строят тренды изменения длительности интервалов и их отношений, сравнивают полученные значения с критическими границами, и по результатам сравнения судят о состоянии деталей машины. Согласно изобретению наблюдают изменение тренда вибрации на протяжении всего жизненного цикла машины; селектируют выбросы вибрации во времени; строят тренды длительности интервалов между выбросами вибрации и их отношений; запоминают стадии повреждения деталей машины. Изобретение направлено на предотвращение аварий машин в условиях непрерывной эксплуатации. 2 з.п. ф-лы, 16 ил.

Способ контроля технического состояния подшипников качения // 2623177

Изобретение относится к области метрологии, в частности к методам контроля подшипников. Способ контроля технического состояния подшипников качения заключается в обнаружении дефекта и места повреждения путем измерения и анализа параметров вибрации работающего двигателя, анализа параметров вибрации и сравнении получаемых данных с данными в исходном состоянии, за которое принимаются данные, полученные для полностью исправного двигателя. При этом спектральный анализ вибрации основан на применении оконного преобразования Фурье с использованием весовых функций Гаусса. Временной интервал сигнала разделяется на подинтервалы и преобразование выполняется для каждого из них в отдельности, получаемый набор интегральных данных от функции, описывающей изменения значений виброускорения по времени, аппроксимируется с применением формулы трапеций, определяется коэффициент превышения, выделяющий информативные особенности сигнала, обусловленные дефектами подшипника качения по времени, частоте и амплитуде. Технический результат - повышение точности и расширение функциональных возможностей способов вибрационной диагностики подшипников качения. 3 ил.

Способ определения долговечности подшипникового узла сухого трения // 2624609

Изобретение относится к подшипниковой промышленности и может быть использовано преимущественно для определения долговечности подшипниковых узлов сухого трения с антифрикционным твердосмазочным заполнителем. Способ заключается в том, что определяют динамическую грузоподъемность подшипника и эквивалентную нагрузку. Измеряют радиальный и тангенциальный зазоры подшипника перед установкой его в узел, наполняют подшипник антифрикционным твердосмазочным заполнителем, устанавливают подшипник в узел, нагружают его эквивалентной нагрузкой и вновь измеряют радиальный и тангенциальный зазоры. Долговечность подшипникового узла определяют по зависимости, учитывающей допуски на радиальный и тангенциальный зазоры подшипника и изменения радиального и тангенциального зазоров подшипника с антифрикционным заполнителем после установки его в подшипниковый узел. Дополнительно измеряют дополнительно осевой зазор подшипника перед его наполнением антифрикционным твердосмазочным заполнителем. После нагружения подшипника эквивалентной нагрузкой вновь измеряют упомянутый осевой зазор, а уточненную долговечность подшипникового узла сухого трения определяют по формуле. Технический результат заключается в повышении точности определения долговечности подшипникового узла сухого трения. 5 ил.

Аппаратура контроля вибрации // 2628674

Изобретение относится к метрологии, в частности к устройствам контроля вибрации. Аппаратура контроля вибрации содержит не менее двух датчиков вибрации, каждый из которых содержит пьезоэлемент, не менее двух преобразователей и двух, обладающих повышенной жесткостью, кабелей, каждый из которых соединяет один из датчиков вибрации с соответствующим преобразователем. Также содержит электронный блок, включающий в себя не менее двух информационно-измерительных каналов, каждый из которых подключен к выходу одного из преобразователей и состоит из последовательно соединенных между собой полосового фильтра, масштабного усилителя и детектора, основной выход которого соединен со входами первого и второго компараторов. Масштабный усилитель и детектор содержат дополнительный выход для выдачи информации во взаимодействующие системы по соответствующей информационной линии связи. В электронном блоке расположена кросс-плата, содержащая выходные линии связи каждого из информационно-измерительных каналов. Все информационно-измерительные каналы смонтированы на единой, общей для них, печатной плате и размещены в ее противолежащих участках. Кросс-плата расположена перпендикулярно единой печатной плате. Технический результат - снижение вероятности формирования ложных сигналов. 1 ил.

Способ определения угла контакта в шариковом подшипнике // 2628736

Изобретение относится к разрушающему контролю и может быть использовано для определения точек контакта шарика с дорожками качения колец шарикоподшипника и последующему вычислению угла контакта шарикоподшипника. Способ включает определение точки касания шарика с контактной поверхностью дорожек качения и вычисление угла контакта шарикоподшипника по результатам измерения. Точки контакта шариков с дорожками качения определяют путем создания осевой нагрузки на подшипник, при которой на дорожках качения остается остаточная деформация от контакта с шариками. Затем замеряют диаметр расположения отпечатков шариков на каждом из колец и вычисляют угол контакта по формуле. Техническим результатом является повышение точности измерения угла контакта. 2 ил., 2 табл.

Способ упрочнения дорожек качения шарикоподшипника // 2628741

Изобретение относится к машиностроению, а именно к накатке поверхностей дорожек качения колец упорно-радиальных шариковых подшипников в собранном виде с целью их упрочнения. Способ заключается во вращении подшипника под нагрузкой. Число шариков в процессе обработки устанавливают меньшим числа шариков в шарикоподшипнике, твердость шариков берут выше твердости материала колец подшипника. Силу воздействия на подшипник устанавливают такой, чтобы в процессе обработки шарики осуществляли пластическую деформацию дорожки качения. Число шариков в процессе обработки устанавливают равным трем, один из диаметров шариков берут равным номинальному диаметру шариков в шарикоподшипнике, а диаметры двух других шариков определяют из соотношений. Технический результат заключается в повышении качества обработки. 2 ил.

Устройство для измерения толщины граничных слоев смазочных материалов // 2630545

Изобретение относится к устройствам для измерения толщины граничных слоев смазочных материалов и может найти применение в нефтегазовой отрасли. Сущность: устройство включает стол-основание (1), закрепленную на нем вертикально цилиндрическую трубку (3), крышку (4) и микрометр (8). Поверх крышки (4) установлено коромысло (12) для крепления к нему съемных грузов (13). В цилиндрической трубке (3) размещены образцы (6) контактирующих элементов, выполненные в виде бочкообразных роликов от подшипников. Технический результат: повышение точности измерений. 1 ил., 1 табл.

Способ определения дефектных букс вагонов // 2641536

Изобретение относится к средствам вибродиагностики, а именно к постовым системам вибродиагностики на железнодорожном транспорте. Годность вагонов определяется по механическому состоянию букс колесных пар вагонов. Годность букс вагонов при их движении определяется с использованием интеллектуально-измерительной системы, состоящей из датчиков ускорения, отметчиков колес, подключенных к персональному компьютеру, снабженному программой, основанной на связи величины ускорения колебаний рельса с величиной ускорения отдельных частей подшипника, которое зависит от наличия дефектов. В результате становится возможным постоянно отслеживать состояние букс колесных пар вагонов во время движения железнодорожного транспортного средства, своевременно выявлять их дефекты. 7 ил.

Способ испытания на усталость подшипников скольжения коленчатого вала на двигателе внутреннего сгорания // 2645783

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано в автомобильной, авиационной, тракторной промышленности. Сущность изобретения в подаче в двигатель внутреннего сгорания от постороннего источника штатного моторного масла с температурой и под давлением, которые обеспечивают гидродинамическую смазку в подшипниках коленчатого вала с уменьшенной шириной рабочей поверхности. Технический результат заключается в сокращении продолжительности испытаний и повышении достоверности результатов испытаний. 2 ил., 1 табл.

Способ определения технического состояния подшипников скольжения кривошипно-шатунного механизма дизельных автотракторных двигателей // 2647260

Изобретение относится к области эксплуатации машин и может быть использовано для диагностики подшипников кривошипно-шатунного механизма дизельных автотракторных двигателей. Способ определения технического состояния подшипников скольжения кривошипно-шатунного механизма дизельных автотракторных двигателей заключается в том, что на работающем двигателе получают зависимости изменения давления масла в центральной масляной магистрали от частоты вращения коленчатого вала. Для получения зависимостей двигатель загружают путем свободного разгона. На полученных зависимостях выбирают участок, соответствующий максимальному крутящему моменту коленчатого вала и сравнивают данные, полученные на этом участке с эталонными. Технический результат заключается в оперативном безразборном определении технического состояния подшипников кривошипно-шатунного механизма дизельных автотракторных двигателей.