Способ диагностирования технического состояния ротора машины



Способ диагностирования технического состояния ротора машины
Способ диагностирования технического состояния ротора машины

 


Владельцы патента RU 2560853:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) (RU)

Изобретение относится к диагностированию технического состояния механизмов и машин, а именно технического состояния ротора. В способе диагностирования технического состояния ротора машины выводят машину на контролируемый режим, измеряют на этом режиме исходную частоту вращения ротора и останавливают машину. В процессе выбега машины измерения частоты вращения ротора производят по времени до момента останова ротора и получают зависимость, которую интегрируют. Дополнительно измеряют время до страгивания ротора и до вывода машины на контролируемый режим от момента страгивания. Определяют время выбега ротора машины от фиксированных максимальной и минимальной частот вращения. Определяют моменты трения при указанных фиксированных частотах, вычисляют соотношение этих моментов трения. Измеряют частоту вращения в момент останова ротора и вычисляют момент трения. При выводе на контролируемый режим сравнивают время до страгивания и до вывода на контролируемый режим с эталонными значениями. В режиме выбега с эталонными значениями сравнивают время выбега, моменты трения и соотношения моментов трения при указанных фиксированных частотах, частоту вращения и момент трения при останове ротора. По величине отклонений этих параметров от эталонных значений судят о техническом состоянии ротора машины. Изобретение направлено на расширение функциональных возможностей и технологичности диагностирования технического состояния ротора машины. 2 ил.

 

Изобретение относится к диагностированию технического состояния механизмов и машин, а именно технического состояния ротора, и может быть использовано для контроля технического состояния роторов электрических машин, гидрогенераторов, газотурбинных двигателей и турбокомпрессоров при их испытании на стенде и в условиях эксплуатации.

Известен способ диагностирования технического состояния ротора машины путем вывода машины на контролируемый режим, измерения на этом режиме частоты вращения ротора и останова с последующим измерением времени "выбега" до фиксированной частоты вращения [Временная инструкция по эксплуатации и техническому обслуживанию авиационного турбовентиляторного двигателя Д-36, Запорожье, 1974, с. 95-96].

Недостатком этого способа является низкая точность диагностирования технического состояния ротора машины, связанная с невозможностью воспроизводства процесса выбега, сложностью контроля фиксированной частоты вращения ротора, а также процесса торможения перед остановом ротора.

Наиболее близким к предложенному изобретению является способ диагностирования технического состояния ротора машины путем вывода машины на контролируемый режим, измерения на этом режиме частоты вращения ротора и останова машины. Для повышения точности диагностирования производят измерение частоты вращения ротора по времени до момента останова ротора с последующим интегрированием полученной зависимости. Затем сравнивают полученную величину интеграла с эталонным ее значением и по величине отклонения полученной величины от эталонной судят о техническом состоянии ротора. Способ может быть использован для контроля и диагностирования технического состояния роторов электрических машин, гидрогенераторов, газотурбинных двигателей и турбокомпрессоров [Авторское свидетельство РФ №1753816, МПК G01M 15/00, опубл.20.08.1996 г. БИ №, авторов: Носырев Д.Я., Анахова М.В. Способ диагностирования технического состояния ротора машины].

Недостатком этого способа являются ограниченные функциональные возможности и низкая технологичность диагностирования технического состояния ротора машины.

Данное техническое решение выбрано авторами в качестве прототипа.

Техническим результатом предложенного изобретения является расширение функциональных возможностей и технологичности диагностирования технического состояния ротора машины.

Технический результат достигается тем, что в способе диагностирования технического состояния ротора машины путем вывода машины на контролируемый режим, измерения на этом режиме частоты вращения ротора и останова машины в режиме «выбега», измерения частоты вращения ротора при его выбеге производят по времени до момента останова ротора с последующим интегрированием полученной зависимости, согласно изобретению в режиме вывода машины на контролируемый режим измеряют время до страгивания ротора и до вывода машины на контролируемый режим, в режиме выбега ротора машины определяют время выбега и моменты трения при фиксированных максимальной и минимальной частотах вращения ротора и вычисляют соотношение моментов трения, в момент останова ротора регистрируют частоту вращения и вычисляют момент трения, время до страгивания и до вывода на контролируемый режим при выводе машины на контролируемый режим, время выбега, моменты трения и соотношения моментов трения при фиксированных максимальной и минимальной частотах вращения ротора в режиме выбега ротора машины, частоту вращения и момент трения при останове ротора сравнивают с эталонными значениями и по величине их отклонений судят о техническом состоянии ротора машины.

Определение дополнительных параметров и сравнение их с эталонными значениями позволяют существенно расширить функциональные возможности и технологичность диагностирования технического состояния ротора машины.

На фиг. 1 в качестве примера приведены зависимости мощности турбины турбокомпрессора ТК-34 при страгивании ротора при различном техническом состоянии ротора машины; на фиг. 2 изображены кривые выбега ротора турбокомпрессора ТК-34 по времени при различном техническом состоянии.

На фиг. 1 по оси ординат указана температура отработавших газов на входе в турбину (tт, °С), по оси абсцисс - давление отработавших газов на входе в турбину (рт, МПа), на поле рисунка приведены определенные зависимости величины мощностей, приложенных к ротору при страгивании ротора при различном техническом состоянии.

На фиг. 2 по оси ординат обозначена: частота вращения ротора (n, с-1); по оси абсцисс текущее время выбега ротора (t, с). На поле рисунка приведены графические зависимости частоты вращения от текущего времени "выбега" ротора турбокомпрессора ТК-34 при различном техническом состоянии с указанием номеров турбокомпрессоров.

При диагностировании ротора машины по предложенному способу выводят машину на контролируемый режим, измеряют на этом режиме исходную частоту вращения ротора nо и останавливают машину. В процессе выбега машины измерения частоты вращения ротора производят по времени до момента останова ротора и получают зависимость n=f(t). Полученную зависимость интегрируют. Дополнительно измеряют:

- время до страгивания ротора и до вывода машины на контролируемый режим от момента страгивания;

- определяют время выбега ротора машины от фиксированных максимальной и минимальной частот вращения;

- определяют моменты трения при фиксированных максимальной и минимальной частотах вращения ротора, вычисляют соотношение этих моментов трения;

- измеряют частоту вращения в момент останова ротора и вычисляют момент трения.

Также при выводе на контролируемый режим сравнивают время до страгивания и до вывода на контролируемый режим с эталонными значениями. В режиме выбега с эталонными значениями сравнивают время выбега, моменты трения и соотношения моментов трения при фиксированных максимальной и минимальной частотах вращения ротора, частоту вращения и момент трения при останове ротора. По величине отклонений этих параметров от эталонных значений судят о техническом состоянии ротора машины. Отклонение величин от эталонных значений свидетельствует о повышении тормозного момента, т.е. ухудшении технического состояния ротора машины. Эталонные зависимости получают по результатам диагностических испытаний новых машин.

Значение тормозного момента зависит от технического состояния турбокомпрессора. Зная величину момента инерции ротора и зависимость частоты вращения ротора по времени при выбеге n=f(t), можно получить математическое выражение зависимости тормозного момента от частоты вращения ротора.

Следовательно, используя зависимость тормозного момента от частоты вращения ротора, можно анализировать характер затухания частоты вращения ротора турбокомпрессора в зависимости от технического состояния.

Предложенный способ диагностирования технического состояния ротора машины повышает точность и технологичность оценки технического состояния ротора машины в широком диапазоне изменения эксплуатационных факторов. Одновременно снижаются затраты средств и времени на проведение диагностических операций. Погрешность определения диагностических параметров снижается в 1,5-2 раза, затраты на диагностирование и ремонт машин снижаются на 10-30%.

Способ диагностирования технического состояния ротора машины путем вывода машины на контролируемый режим, измерения на этом режиме частоты вращения ротора и останова машины в режиме «выбега», измерение частоты вращения ротора при его выбеге производят по времени до момента останова ротора с последующим интегрированием полученной зависимости, отличающийся тем, что в режиме вывода машины на контролируемый режим измеряют время до страгивания ротора и до вывода машины на контролируемый режим, в режиме выбега ротора машины определяют время выбега и моменты трения при фиксированных максимальной и минимальной частотах вращения ротора и вычисляют соотношение моментов трения, в момент останова ротора регистрируют частоту вращения и вычисляют момент трения, время до страгивания и до вывода на контролируемый режим при выводе машины на контролируемый режим, время выбега, моменты трения и соотношения моментов трения при фиксированных максимальной и минимальной частотах вращения ротора в режиме выбега ротора машины, частоту вращения и момент трения при останове ротора сравнивают с эталонными значениями и по величине их отклонений судят о техническом состоянии ротора машины.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области испытаний двигателей внутреннего сгорания. Способ контроля углов газораспределения двигателя внутреннего сгорания полезен при эксплуатации, при предремонтной и послеремонтной проверке двигателей.

Изобретение относится к области транспорта и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Техническим результатом является повышение надежности диагностирования функциональности клапана рециркуляции отработавших газов двигателя внутреннего сгорания.

Группа изобретений относится к машиностроению, в частности к насосным станциям гидравлических стендов для испытаний гидроустройств. Насосная станция включает в себя бак, насос, на выходе которого установлен переливной клапан, и теплообменник, установленный в сливной гидролинии переливного клапана.

Изобретение используется для поузловой доводки авиационных двигателей при стендовых испытаниях, а именно доводки рабочих колес турбин и колес компрессоров. При реализации способа определения частоты вынужденных колебаний рабочего колеса (РК) определяют количество лопаток РК и количество лопаток направляющего аппарата (НА) или соплового аппарата (СА) ступени турбомашины.

Изобретение относится к области контроля технического состояния авиационных газотурбинных двигателей, оборудованных штатной измерительной аппаратурой, сигналы с которой в процессе эксплуатации записываются также штатным бортовым устройством регистрации, установленном на борту соответствующего воздушного судна.

Изобретение относится к энергетике. Газотурбинный двигатель выполнен двухконтурным, двухвальным, содержит не менее восьми модулей, смонтированных по модульно-узловой системе, включая компрессоры высокого и низкого давления, разделенные промежуточным корпусом, основную камеру сгорания, воздухо-воздушный теплообменник, турбины высокого и низкого давления, смеситель, фронтовое устройство, форсажную камеру сгорания и всережимное реактивное сопло.

Изобретение относится к энергетике. Способ серийного производства турбореактивного двигателя (ТРД), при котором изготавливают детали и комплектуют сборочные единицы, элементы и узлы модулей и систем двигателя.

Изобретение относится к области транспорта и может быть использовано в устройствах управления двигателем внутреннего сгорания. Технический результат - обеспечение баланса между предотвращением чрезмерного повышения температуры поршня и предотвращением ухудшения различных эксплуатационных характеристик двигателя внутреннего сгорания в результате выполнения управления, применяемого для подавления аномального сгорания даже тогда, когда аномальное сгорание происходит последовательно или практически последовательно в течение множества циклов.

Изобретение относится к энергетике. Турбореактивный двигатель выполнен двухконтурным, двухвальным, а также содержит не менее восьми модулей, смонтированных по модульно-узловой системе, включая компрессоры высокого и низкого давления, разделенные промежуточным корпусом, основную камеру сгорания, воздухо-воздушный теплообменник, турбины высокого и низкого давления, смеситель, фронтовое устройство, форсажную камеру сгорания и всережимное реактивное сопло.

Изобретение относится к энергетике. Способ капитального ремонта авиационных турбореактивных двигателей, при котором создают ротационно обновляемый запас восстановленных деталей - модулей, узлов, сборочных единиц, оставшихся после замены от предыдущих ранее отремонтированных двигателей, и используют их в порядке замены на очередном ремонтируемом двигателе.

Изобретение относится к способу обнаружения точек истирания и/или контакта на машинах с вращающимися частями. Вращающиеся части образуют электрическую коаксиальную систему относительно неподвижных частей такой машины, а в этой системе импульсы электрического напряжения распространяются с характеристической скоростью из-за малого расстояния между вращающейся и неподвижной частями. Между вращающейся частью и неподвижной частью прикладываются короткие импульсы электрического напряжения и/или сигналы непрерывно меняющегося напряжения, причем между вращающейся и неподвижной частями в точке истирания и/или контакта возникает электрическое соединение. Чтобы определить местоположение этой точки истирания и/или контакта как точки разрыва электрической цепи, измеряют период времени до прибытия отраженных импульсов вдоль пути распространения импульсов электрического напряжения и/или сигналов непрерывно меняющегося напряжения. Технический результат - повышение точности обнаружения точки контакта между ротором и корпусом во время работы. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области эксплуатации машин и может быть использовано при диагностировании двигателей внутреннего сгорания. Способ безразборной диагностики степени износа подшипников двигателей внутреннего сгорания заключается в измерении давления в масленой магистрали при работе двигателя, отличается тем, что давление масла измеряют в масленой магистрали на участке канала, расположенным между коренным и шатунным подшипниками по оси коленчатого вала при работе двигателя без нагрузки, и по величине измеренного давления судят о допустимой степени износа шатунного подшипника. Работоспособность подшипников в основном определяется условиями смазки и в свою очередь износы подшипников приводят к снижению давления в различных частях системы. Технический результат заключается в возможности предотвращения отказов подшипников путем заблаговременного выявления предотказного состояния и своевременного текущего ремонта ДВС, например, с заменой вкладышей коленчатого вала и восстановлением технического состояния подшипников, при котором будет обеспечиваться гидродинамический эффект жидкостного трения. 3 ил.

Изобретение может быть использовано для определения технического состояния электронной системы управления и элементов двигателей с распределенным впрыском топлива в процессе их изготовления, технического обслуживания и ремонта. Способ заключается в измерении ряда наиболее информативных диагностических параметров; выявлении диагностических параметров, значения которых находятся в нормативных пределах, установленных производителем, или вышли за пределы максимального и минимального нормативных значений. В троичной системе для каждого параметра перемножается значение каждого параметра на среднеарифметическое из предельных его значений. Полученные значения суммируются, и определяется интегральный показатель неисправностей, численное значение которого соответствует конкретной неисправности, в том числе и в конкретном цилиндре. Технический результат заключается в повышении точности диагностирования и сокращении трудоемкости диагностических работ. 1 ил.

Изобретение относится к области электроракетных двигателей и стендов для их испытаний. В способе испытания электроракетных двигателей в вакуумной камере, основанном на том, что истекающее рабочее тело затормаживают на защитной мишени, согласно изобретению, энергию истекающего рабочего тела в виде ионизирующего излучения высокотемпературной плазмы преобразуют в электрическую энергию, которую выводят за пределы вакуумной камеры для полезного использования. Способ осуществляется с помощью стенда, содержащего вакуумную камеру, системы питания и управления, защитную мишень, согласно изобретению, на защитной мишени или вместо нее установлен фотоэлектрический и/или термоэлектрический преобразователь, вырабатывающий электродвижущую силу. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности зашиты внутренних стенок и оборудования вакуумной камеры от воздействия ионизирующего излучения высокотемпературной плазмы, снижение расхода охладителя мишени, используемого во время испытаний, повышение надежности работы испытательного стенда для испытаний ЭРД. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способу обнаружения попадания воды или града в газотурбинный двигатель, причем упомянутый двигатель имеет, по меньшей мере, компрессор, камеру сгорания и турбину. Способ содержит следующие этапы, состоящие из: - оценки значения первого показателя, символизирующего всасывание воды или града; - оценки значения второго показателя, представляющего всасывание воды или града, причем упомянутый второй показатель отличается от первого показателя; и - вычисления значения общего показателя путем сложения вместе, по меньшей мере, упомянутого первого и второго показателей. Технический результат изобретения - повышение эффективности и быстродействия данного способа. 6 н. и 6 з.п.ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно, к устройствам для измерения аэродинамических сил и моментов, действующих на модели изделий авиационной и ракетной техники при проведении испытаний в аэродинамических трубах. Устройство содержит модель ракеты со съемной носовой частью, установленную на внутримодельных шестикомпонентных тензовесах с помощью конической посадки, соединенных с внутренней державкой, прикрепленной к модели носителя, установленной в аэродинамической трубе, оснащенной тензостанцией и пультом управления в препараторской. Державка для модели ракеты выполнена в виде цилиндра, размещенного внутри корпуса модели, с продольными пазами, в которых установлена оребренная посадочная втулка, соединенная и с тензовесами и с обечайкой корпуса модели с использованием ребер. При этом в передней части цилиндра в пазу закреплен вкладыш, а на хвостовой части - подвижное кольцо, причем и вкладыш, и кольцо снабжены сменными узлами крепления цилиндра к кронштейнам, установленным на модели носителя. Технический результат заключается в повышении достоверности измерений. 2 ил.

Изобретение направлено на получение данных или осуществление получения данных или распределения среды многоточечно, точно и быстро с хорошим пространственным разрешением и минимальными габаритными размерами. Для этого в изобретении предусматривается скрученное размещение трубопроводов в зоне получений/распределений на многих высотах одним устройством. В частности, для получения измерения вращения в полете устройство является зондом давления, в котором корпус зонда имеет первую часть или отрезок получения данных о давлении, образующий цилиндр, по меньшей мере, в 6 мм в диаметре. Зонд имеет внутренние трубопроводы (С1-С9) по параллельным спиралям и каналы (К1-К9), образованные в корпусе из металлического сплава между трубопроводами (С1-С9) и входные отверстия (01-03, 04-06, 07-09), расположенные на трех различных высотах (Н1-Н3) корпуса зонда. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Описан способ проверки правильности определения вращающего момента двигателя, включающий: определение вращающего момента двигателя по количеству топлива, впрыскиваемого в двигатель, причем вращающий момент двигателя получают из таблицы впрыскивания топлива; вычисление первой величины веса транспортного средства по его ускорению и полученному вращающему моменту двигателя; определение вращающего момента вспомогательного тормозного устройства с использованием таблицы вспомогательного тормозного устройства; вычисление второй величины веса транспортного средства по полученному тормозному моменту вспомогательного тормозного устройства и сравнение первой и второй величин веса транспортного средства. Достоинство изобретения заключается в том, что можно определить отклонение действительной величины вращающего момента двигателя от номинальной величины вращающего момента двигателя транспортного средства без необходимости измерения вращающего момента двигателя с помощью отдельного датчика вращающего момента. 14 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Предложен способ диагностики топливной форсунки, в котором для уравновешивания крутящих моментов, производимых цилиндром двигателя, производят регулирование количества впрыскиваемого топлива или начало/конец синхронизации впрыска топлива в указанный цилиндр. В предложенном способе определяют уменьшение эффективности регулировки впрыска топлива или начала/конца синхронизации впрыска топлива при уравновешивании произведенных цилиндром крутящих моментов, когда минимальное количество топлива, впрыскиваемое в цилиндр или начало/конец синхронизации впрыска топлива, необходимые для уравновешивания крутящего момента цилиндра, находятся за пределами предопределенного диапазона. Предложенный способ диагностики топливной форсунки различает типы уменьшения эффективности работы форсунки. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретения относятся к области машиностроения, а именно к испытаниям корпусов роторов лопаточных машин на непробиваемость. Способ заключается в том, что на одной из лопаток, установленных в роторе, расположенном внутри неподвижного корпуса, осуществляется ослабление ее поперечного сечения, при достижении ротором заданной частоты вращения и прогреве корпуса и деталей ротора до необходимой температуры проводят обрыв этой лопатки с последующим взаимодействием оборвавшейся части с корпусом. Обрыв лопатки осуществляется при помощи груза, размещенного в канале диска ротора под обрываемой лопаткой и в заданный момент времени нагружающего эту лопатку дополнительной силой, обеспечивающей ее обрыв. Устройство включает ротор с лопатками, расположенный внутри корпуса, привод для раскрутки ротора, систему управления частотой вращения, при этом обрываемая лопатка выполнена с ослабленным (за счет уменьшения площади поперечного сечения) сечением. В канале диска ротора под обрываемой лопаткой размещен груз, зафиксированный таким образом, чтобы в заданный момент времени под воздействием исполнительного механизма обеспечить свободное радиальное перемещение груза под действием центробежных сил до взаимодействия с обрываемой лопаткой над ослабленным ее сечением. Технический результат заключается в гарантированном обрыве лопатки в заданных условиях, обеспечивающих идентичность движения оборвавшейся части лопатки траектории лопатки, оборвавшейся в условиях реальной эксплуатации. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх