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



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

 


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 AP1, ФР1 (датчик 6) направлении, амплитуду и фазу в осевом АО1, ФО1 (датчик 8) направлении на первой опоре;

амплитуду и фазу в радиальном АР2, ФР2 (датчик 7) направлении, амплитуду и фазу в осевом АО2, ФО2 (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 AP1<AO1, АР2О2, и вибрации в радиальном направлении синфазны ФР1Р2, ФО1О2, 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 AP1>AO1, АР2О2, и вибрация в радиальном направлении на обеих опорах находится в противофазе, ФР1=-ФР2, 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.



 

Похожие патенты:

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.

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.

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).

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

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.

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.

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

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

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.

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.
Наверх