Способ определения величины дисбаланса роторов

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ ДИСБАЛАНСА РОТОРОВ в подшипниках качения , заключающийся в том, что производят разгон ротора, измеряют спектр вибраций .его корпуса, определяют частоту маятникового резонанса и по ней судят о величине дисбаланса , отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей способа, фиксируют скачкообразное уменьшение амплитуда спектральной составляющей, частота которой соответствует частоте вращения тел качения, и в этот момент определяют частоту маятникового резонанса . b

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

1С5в С 01 м 1/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3566890/25-28 (22) 11.03.83 (46) 15 ° 03.85. Бюл. у 10 (72) А.Н. Авдеев-Федосеев и В.Н. Потапов (71) Рижский краснознаменный инсти» тут инженеров гражданской авиации им. Ленинского комсомола (53) 620. 1.85.531.24(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 981834, кл. G 01 М 1/22, 1981.

2, Самаров Н.Г. Маятниковые колебания ротора и режимы работы подшипников. Сб. "Теория и практика балансировочной техники". М., "Машиностроение", 1973, с. 357-362 (прото"тип) .

„.SU„„1145253 A (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ

ДИСБАЛАНСА РОТОРОВ в подшипниках качения, заключающийся в том, что производят разгон ротора, измеряют спектр вибраций его корпуса, определяют частоту маятникового резонанса и по ней судят о величине дисбаланса, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических воэможностей способа„ фиксируют скачкообразное уменьшение амплитуды спектральной составляющей, частота которой соответствует частоте вращения тел качения, и в этот момент определяют частоту маятникового peso- Е

O нанса.

1 1145

Изобретение относится к диагностированию роторных машин и может быть использовано при контроле дисбаланса фоторов, установленных на подшипниках качения, без разборки машин как в процессе эксплуатации, так и в процессе производства.

Известен способ определения величины дисбаланса роторов в подшипниках качения, заключающийся в том, . 10 что производят разгон ротора, измеряют спектр вибраций его опоры, выделяют из него спектральную составляющую с частотой вращения ротора и по ее амплитуде судят о дисбалан- 15 се ротора 1.13.

Недостатками этого способа являются необходимость использования датчиков, как правило встроенных, и . связанная с этим сложность реализации и ограниченная область применения, особенно при балансировке собранных машин.

Наиболее близким к изобретению является способ определения величи- 25 ны дисбаланса роторов в подшипниках качения, заключающийся в том, что производят разгон роторов, измеряют спектр вибраций его корпуса, оп ределяют частоту маятникового реэо- ЗО нанса и по ней судят о величине дисбаланса 2 1.

При увеличении частоты вращения ротора происходит рост величины центробежной силы, вызванной его неуравновешенностью, вследствие че35 го на определенной частоте вращения, когда центробежная сила становится равной силе тяжести ротора, происходит отрыв цапфы вала от подшипника и смена режима его работы, что сопро40 вождается ударами цапфы о подшипник.

Указанный способ используется при определении дисбаланса ротора, для чего фиксируют частоту вращения, на которой происходит отрыв цапфы. ф5

Тогда, зная массу ротора, приходящуюся на опору, дисбаланс 3р ротора вычисляют .в укаэанной плоскости опоры по формуле

S0

Dр =г =, (<) 253 2

Ы вЂ” частота вращения ротора при маятниковом резонансе.

Недостатком известного способа является необходимость оборудования ротора встроенным датчиком фиксации момента отрыва цапфы вала от шариков

1 (от наружной обоймы для подшипника скольжения), что ограничивает область применения способа, так как существующие роторные машины в преобладающем своем количестве не имеют таких датчиков (газотурбинкые двигатели, турбохолодильные машины и так далее).

Цель изобретения — расширение технологических возможностей способа.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения величины дисбаланса роторов в подшипниках качения, заключающемуся в том, что производят разгон ротора, измеряют спектр вибраций его корпуса, определяют частоту маятникового резонанса, фиксируют скачкообразное уменьшение амплитуды спектральной составляющей, частота которой соответствует частоте вращения тел качения подшипника„ и в этот момент определяют частоту маятникового резонанса.

На чертеже приведена блок-схема устройства, реалИзующего предлагаемый способ.

Устройство содержит датчик 1 вибраций, соединенные с ним входами два избирательных автоматически перестра-. иваемых фильтра 2 и З,частотомер 4 и связанный с ним регистратор 5, а ,вторые входы частотомера 4 и регистратора 5 связаны соответственно с выходами первого и второго фильтров

2и3 °

Сигнал с датчика 1 вибраций поступает на автоматически перестраиваемые фильтры 2 и 3, которые служат для выделения иэ спектра вибраций ротора спектральных составляющих. соответственно с частотой м вращения ротора и частотой м вращения . тел качения, величину которой определяют из уравнения где

rn — неуравновешенная масса ротора; — зксцентриситет неуравновешенной массы ротора, относительной оси вращения;

G — - вес ротора;

3 dc05Z

l4 с Z4)

2П (21 где Z — число тел качения подшипника (шариков или роликов);

Составитель П. Баранов

Редактор А. Гулька Техред С.Йовжий Корректор Л, Пилипенко

Заказ 1162/31 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Э 11

Р— диаметр окружности, проходящей по центрам тел качения; — диаметр тела качения; о — угол контакта.

Автоматическая перестройка фильтров может быть осуществлена с помощью, например, фазовой автоподстройки частоты. Частотомер 4 служит для измерения частоты вращения ротора и выдачи информации на регистратор 5, который регистрирует информацию о частоте вращения ротора и одновременно об амплитуде спектральной составляющей"с частотой вращения тел качения. Такое исполнение устройства позволяет определить частоту вращения ротора в момент резкого уменьшения амплитуды составляющей с.частотой вращения тел качения, т.е. в момент равенства центробежной силы от дисбаланса ротора и силы тяжести ротора, когда происходит смена первого режима работы подшипника на второй, при котором возникает явление отрыва внутреннего кольца от шариков. Таким образом, изменяется характер взаимодействия между валом и шариками, а следовательно, в спектре вибраций ротора исчезает амплитуда составляющей с частотой вращения тел качения.

Способ реализуется следующим образом.

Балансируемый ротор плавно разгоняют в подшипниках качения, измеряют спектр вибраций корпуса вращающегося ротора. Непрерывно выделяют с помощью фильтров 2 и 3 и через частотомер 4 фиксируют регистратором

5 величины частоты ы вращения ро45253 4 тора и амплитуды Аш составляющей с частотой ш,„ вращения тел качения подшипника, определяемой иэ уравнения (2).

Фиксируют значение частоты ьо вращения ротора в момент скачкообразного. уменьшения амплитуды А спектш ральной составляющей с частотой ы„, вращения шариков, определяют вели1ð чину частоты маятникового резонанса ! как значение частоты вращения ротора в этот момент времени.

С помощью уравнения (1) определя- ют величину дисбаланса.

Таким образом, изобретение позволяет контролировать дисбаланс роторов, не имеющих встроенных датчиков, при диагностировании в процессе эксплуатации или ремонта без демонтажа и разборки. Установка вибродатчика на корпус роторной машины технически легко выполнима и не является препятствием для реализации способа.

Способ дает воэможность расширить область его применения при диагностиравании роторных машин за счет расширения номенклатуры изделий, не

30 имеющих встроенных датчиков для фиксации момента отрыва цапфы от r одшипника. Кроме того, появляется возможность отказаться и от трудоемкого традиционного способа измерения дисбаланса ротора с использованием спе35 циального балансировочного оборудования, чта требует демонтажа изделия с объекта и частичной его разборки, Указанные обстоятельства обуславливают получение значительно- го экономического эффекта.