Способ диагностирования роторных машин

(51) 5 И ИСАНИ ЗОБ Т ВТОРС ВИДЕТЕЛЬС тарское бюро по го оборудованияоизводствен ногонт".П, Вибродиагенных колебаеские станции,ИРОВАНИЯ РО ся к измерительенно кдиагностимашин. Цель е достоверности ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Центральное конструмодернизации действующэлектростанций Научно-иобъединения "Энергоремо(56) Шибер В,Л, и Косиновностическая модель вынуний валоп ровода. - Электр1987, М 6.(54) СПОСОБ ДИАГНОСТТОРНЫХ МАШИН(57) Изобретение относитной технике, преимуществрованию роторныхизобретения - повышени Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для диагностирования роторных машин.Известны способы диагностирования роторных машин (1), (2), заключающиеся в том, что на подшипниковых опорах или корпусах машины измеряют поперечные колебания на одной или нескольких частотах вращения, сопоставляют результаты этих измерений с эталонным уровнем, либо с заранее полученными тарировочными характеристиками и на основзнии такого сопоставления делают заключение о дефекте. Недостатком способов (1) и (2) является то, что они требуют специального оснащения и предварительных вибрационных исследований машины. определения места дефекта и возможная компенсация его вибрационного действия, Для этого необходимо выполнить измерения амплитуд и фаз вибрации с частотой вращения в нескольких точках на подшипниках и корпусах машины при исходном взаимнои положении роторов, после чего остановить машину, разобрать муфту, развернуть одну часть валопровода относительно другой на 180 и собрать муфту, вновь пустить машину и повторить упомянутые виброизмерения. Место дефекта определить путем сопоставления параметров вибрации при двух упомянутых измерениях, одновременно установить такое взаимное положение роторов,прй котбрбм достигается минимальная интенсивность вибрации. 1 ил,Известен способ диагностирования роторных машин (3) по данным измерений амплитуд и фаз вибрации оборотной частоты на подшипниковых опорах; заключающийся в том, что дефект определяют путем сопоставления результатов измерений параметров вибрации с динамическими коэффициентами влияния (ДКВ) рассматриваемых дефектов, при этом ДКВ определяют расчетно-экспериментальным способом на математической вибродиагностической модели валопроводамашийы (прототип)Недостатком данного способа является необходимость проводить дорогостоящие эксперименты и расчеты для каждого типа машин. Как показал опыт, вследствие разброса динамических характеристик машин(2) Вг одного типа достоверность диагноза приэтом недостаточна,Целью изобретения является повышение достоверности определения места дефекта, вызывающего высокую вибрацию, 5(например, дисбаланса) и возможная компенсация вибрационного воздействия этогодефекта,Для достижения этой цели измеренияамплитуд и фаз вибрации подшипниковых 10опор и (или) корпусов машины производятпри двух пусках на рабочей частоте вращения. Первый пуск произвОдят при исходномвзаимном положении роторов, Для второгопуска агрегат останавливают, разбирают 15муфту, разворачивают одну часть валопровода относительно другой на угол 180 илиблизкий к нему и собирают муфту вновь.Дефектный участок валопровода определяют путем сопоставления амплитуд и фаз 20вибрации при двух упомянутых пусках. Длясопоставления выбирают виброизмеренияв той точке, где вибрация является определяющей (наибольшей по амплитуде).Для простоты дальнейшего изложения 25предположим, например, что валопроводмашины состоит из двух роторов М 1 и М 2,из которых ротор М 1 генерирует опорныйсигнал или имеет метку для отсчета фаз.Измерения вибрации машины выполняют каким-либо из известных виброизмерительных приборов, позволяющих, вчастности, измерять амплитуды и фазы оборотной гармоники вибрации, устанавливаявибропреобразователь в соответствии с 35действующими нормами на способы контроля вибрации подшипниковых опор. Значения амплитуды А и фазы р вибрации вкаждой точке определяют комплексере значение этой вибрации А=АЯ.40Пусть А 1= А 101 - комплексное значение вибрации в выбранной точке при первом пуске, соответственно, Аг= Агр 2 - тоже при втором пуске после взаимного разворота роторов на 180. 45Поскольку контролируемая вибрацияпредставляет сумму вибрационных воздействий ротора 1 и ротора 2, очевидны уравнения;А 1=81+Вг50А 2=81-82,(1)где 81=81 ф 1 - воздействие ротора 1;82=82 ф 2 - воздействие ротора 2,(2)Непосредственно из (1) получим55 На чертеже представлено графическое построение для определения 81 и 82 всоответствии с формулами (2).Амплитуды 81 и 82 определяют степеньвоздействия на вибрацию каждого из роторов: есои 81382, то дефект расположен нароторе М 1, и наоборот. Из (1) также ясно,что существует такое взаимное положениероторов, при котором достигается минимальное значение амплитуды вибрации врассматриваемой точке Амин, определяемоепо формуле:Амин=81- 82 (3)Для достижения условия (3) ротор М 2следует развернуть относительно ротора М1 в направлении увеличения фазовых угловна роторах из положения, соответствующего первому пуску, на угол а р.а р=180-( фг) 1), (4)где ф 1 и фг - фазы значений 81 и 82, определяемых по формулам (2) (См. диаграмму).Конструкция муфты, как правило, не позволяет в точности выполнить условие 4), всвязи с чем выбирается такое взаимное положение роторов, которое наилучшим образом соответствует условию (4): уголразворота а выбирают так, чтобыа р- а= мин 5)Прогнозируемое значение вибрации Аппри этом в рассматриваемаой точке определяют по формуле:А,= А-В 1 Вг( 2+ а ). (6)Пользуясь формулами (2) и (6), можноопределить значение Ап во всех контролируемых точках.Если Ап больше допустимого значения,либо предполагаемый дефект исключаетнормальную работу машины, то дефектныйротор следует подвергнуть балансировке и(или) ремонту.Смысл приведенных рассуждений неизменится, если угол взаимного разворотароторов несколько отличается от 180, например, при нечетном количестве пальцев вмуфте. При этом должны быть внесены соответствующие уточнения в приведенныерасчеты,Таким образом, в изобретении, как и впрототипе, для диагностирования роторныхмашин используется измерение амплитуд ифаз оборотной вибрации, В то же времясущественными признаками, отличающимиизобретение от прототипа является то, что,во-первых, измерения амплитуд и фаз вибрации производят при двух пусках машины,первый из которых осуществляют при исходном взаимном положении роторов, авторой - после изменения этого положения,и, во-вторых, данные измерения парамет1763935 оставитель А.Гольдинхред М.Моргентал едак орре евска Заказ 3452 Тираж ПодписноеВНИИПИ ГИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 ров вибрации используют для определения такого взаимного положения роторов, при котором достигается минимальная вибрация.Из вышеизложенного ясно, что изобретение с наибольшим эффектом может быть применено для диагностирования машин, содержащих два ротора, соединенных муфтой; это весьма распространенные машины малой и средней мощности, состоящие из привода и механизма.Если взаимное вибрационное влияние роторов велико, невозможно по измерениям вибрации непосредственно определить дефектный ротор, что приводит к необходимости проводить ревизию всей машины. Эффект от использования изобретения определяется сокращением затрат на ремонт машины, а в ряде случаев также исключением затрат на балансировку и вибрационную наладку. Формула изобретения Способ диагностирования роторных машин, заключающийся в том, что измеряют амплитуды и фазы вибрации на частоте вра щения роторов в контрольных точках, определяют дефект, вызывающий вибрацию, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности определения места дефекта и возможностей компенсации его 10 вибрационного действия, изменяют взаимное положение роторов машины на угол, возможно близкий к 180, повторно измеряют амплитуды и фазы вибрации на частоте вращения роторов, сравнивают значения 15 параметров вибрации пои двух пусках машины, по результатам сравнения определяют местоположение дефекта и взаимное положение роторов, при котором амплитуда вибрации диагностируемой машины мини мальна.