Способ определения величины дисбаланса роторов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 1 Ю О 1) 53 А 1 16 т ЕНИ ЬСТВУ АВТОРСКОМУ Ю ОСУДАРСТВЕННЦЙ КОМИТЕТ СССРПЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗ(71) Рижский краснознаменный институт инженеров гражданской авиации им. Ленинского комсомола(53) 620. 1.85.531.24(088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР У 981834, кл. С 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).(54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫДИСБАЛАНСА РОТОРОВ в подшипниках качения, заключающийся в том, что производят разгон ротора, измеряютспектр вибраций его корпуса, определяют частоту маятникового резонансаи по ней судят о величине дисбаланса, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью расширения технологическихвоэможностей способа фиксируютскачкообразное уменьшение амплитудыспектральной составляющей, частотакоторой соответствует частоте вращения тел качения, и в этот момент определяют частоту маятникового резонанса.1145Изобретение относится к диагностированию роторных машин и может бытьиспользовано при контроле дисбаланса оторов, 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, .10что производят разгон ротора, измеряют спектр вибраций его опоры, выделяют из него спектральную составляющую с частотой вращения ротораи по ее амплитуде судят о дисбалан- цсе ротора 13.Недостатками этого способа являются необходимость использованиядатчиков, как правило встроенных, исвязанная с этим сложность реализации и ограниченная область применения, особенно при балансировкесобранных машин,Наиболее близким к изобретениюявляется способ определения величины дисбаланса роторов в подшипникахкачения, заключающийся в том, чтопроизводят разгон роторов, измеряют спектр вибраций его корпуса, определяют частоту маятникового реэо- ЗОнанса и по ней судят о величинедисбаланса Г 2 1,При увеличении частоты вращенияротора происходит рост величиныцентробежной сцлы, вызванной егонеуравновешенностью, вследствие че 35го на определенной частоте вращения,когда центробежная сила становитсяравной силе тяжести ротора, происходит отрыв цапфы вала от подшипникаи смена режима его работы, что сопро 40вождается ударами цапфы о подшипник.Указанный способ используетсяпри определении дисбаланса ротора,для чего фиксируют частоту вращения,на которой происходит отрыв цапфы.4Тогда, зная массу ротора, приходящуюся на опору, дисбаланс 3 р роторавычисляют .в укаэанной плоскостиопоры по формуле506р =фг ф(1 253 2Ы - частота вращения ротора примаятниковом резонансе,Недостатком известного способаявляется необходимость оборудованияротора встроенным датчиком фиксациимомента отрыва цапфы вала от шариков(от наружной обоймы для подшипникаскольжения), что ограничивает область применения способа, так каксуществующие роторные машины в преобладающем своем количестве не имеюттаких датчиков (газотурбинкые двигатели, турбохолодильные машины итак далее).Цель изобретения - расширениетехнологических возможностей способа,Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу определения величины дисбаланса роторов вподшипниках качения, заключающемусяв том, что производят разгон ротора,измеряют спектр вибраций его корпуса, определяют частоту маятниковогорезонанса, фиксируют скачкообразноеуменьшение амплитуды спектральнойсоставляющей, частота которой соответствует частоте вращения тел качения подшипника и в этот моментопределяют частоту маятникового резонанса,На чертеже приведена блок-схемаустройства, реалИзующего предлагаемыйспособ.Устройство содержит датчик 1 вибраций, соединенные с ним входами два избирательных автоматически перестра-.иваемых фильтра 2 и Э,частотомер 4и связанный с ним регистратор 5, а,вторые входы частотомера 4 и регистратора 5 связаны соответственно с выходами первого и второго фильтров2 и 3Сигнал 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 о вращения ротора и частотой м)ш вращения .тел качения, величину которой определяют из уравнениягде ь - неуравновешенная масса ротора; - зксцентриситет неуравновешенной массы ротора, относительной оси вращения;6 - вес ротора; 3 - Ыс 050(,М Еюгп,(21 где 2 - число тел качения подшипника (шариков или роликов);Заказ 1162/31 Тираж 897 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 45 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Э 11Р - диаметр окружности, проходящей по центрам тел качения;д - диаметр тела качения;с - 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 кольда 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 ро 45253 4тора и амплитуды Аш составляющей счастотой со, вращения тел каченияподшипника, определяемой иэ уравне"ния (2),Фиксируют значение частоты и вращения ротора в момент скачкообразного. уменьшения амплитуды А спектщральной составляющей с частотой ы,вращения шариков, определяют вели 10 чину частоты маятникового резонансакак 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 процессеэксплуатации или ремонта без демонтажа и разборки. Установка вибродатчика на корпус роторной машины технически легко выполнима и не является препятствием для реализации способа. 25Способ дает воэможность расширитьобласть его применения при диагностиравании роторных машин за счет расширения номенклатуры изделий, не 30 имеющих встроенных датчиков для фиксации момента отрыва цапфы от подшипника, Кроме того, появляется возможность отказаться и от трудоемкоготрадиционного способа измерения дисбаланса ротора с использованием специального балансировочного оборудования, чта требует демонтажа изделия с объекта и частичной его разборки, Указанные обстоятельстваобуславливают получение значительно-го экономического эффекта.