Стенд для испытаний подшипниковых узлов электрических машин

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоцивлистическихРеспублик фф(22) Заявлено 1107. 80 (21) 2956793/24-07 53) М, КП з Н 02 К 5/00 с присоединением заявки М 2 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретени С. Г Всесоюзный научно-исследовательский проект конструкторский и технологический институт взрывозащищенного и рудничного электрообор с ".ъ,., 3(54) СТЕН ОДШИПНИКЭВЫХ УЗЛ МАШИ ЕЕ ИСПЫТАНИИЛЕКТРИЧЕС ние относится книю, а также к иих машин мощност Изоб ктротания 0,2525 30 машинострсе спы м электрическ ью2000 кВт.5Известен стенд, в котором при испытании подшипниковых узлов электрических машин создают электромагнитное притяжение ротора к статору машины постоянного тока за счет подачи питания в обмотку возбуждения половины рядом размещенных полюсовстатора 1).Наиболее близким по технической сущности к изобретению являетсястенд для ускоренных испытаний под шипниковых узлов электродвигателей на надежность, в котором создаются нагрузки на консоли вала электродви"гателя 2).Недостатком обоих технических ре шений является то, что они проводятся непосредственно на электродвигателях, что вызывает нерациональный расход оборудования (как минимум 5 двигателей для одного типоразмера) и электроэнергии, не допускает изза прочностных способностей валов электродвигателей, повышение испытательных нагрузок более чем в два раза, т.е, не более 20 динамической грузоподъемности. Последнее ограничение не представляет возможности снизить сроки испытаний одного типоразмера менее 2-2,5 лет (при круглосуточной работе), в то время когда требуемый период составляет 3-6 месяцев. Помимо этого, эти методы.не достоверны из-за того, что не воссоздаются эквивалентные условия,соответствующие повьааенным нагрузкам, температуре, вибрации, динамической неуравновешенности, силам магнитного притяжения, так как не представляется практически возможным выбрать готовый двигатель, соответствующий экстремальным значениям.Цель изобретения - сокращение сроков ИспытанийУказанная цель достигается тем, что в стенде для испытаний подшипниковых узлов электрических Машин, включающем установленные на валу подшипниковые узлы, радиальные и акскальные нагружатели, блок контроля температуры, вал в части, расположенной между испытываемыми подшипниковыми узлами, выполнен эксцентричным .относительно оси вращения, и на эксцентричной части вала посредством подшипников установлен радиальныйнагружатель а аксиальный нагружатель расположен со стороны, противоположной выходному концу вала, соединенному с приводным двигателем, причем подшипниковые узлы, снабжены блоком поддержания эквивалентного темпера турного режима.На чертеже изображен стенд для испытаний подшипниковых узлов электрических машин.Стенд вкл(0 чает испытуемые подшипниковые узлы 1, которые конструктив-, но имеют полное соответствие внутренних полостей.по объему, конфигурациям, посадкам и типу подшипника испы-. туемой электрической машине и снабжены дополнительно деталями (к примеру, щитами), имеющими внутренние полости с целью использования иХ для охлаждения испытуемых подшипников при испытаниях. Подшипниковые узлы щ 1, в количестве двух штук, имеют строгое конструктивное соотвегствие опорам электрической машины. Узел радиального нагружателя состоит из подшипниковошарнирной опоры 2, тензо метрической серьги 3, упругих элементов 4, в качестве которых могут быть элементы механики, гидравлики ,или пневматики, и винтовой пары(с контрольной гайкой) 5. Узел осево- го нагружателя, состоитиз тензомет-, рического диска 6, упругих элементов 7 (подобно элементам 4) и упорно- винтовых элементов 8. Подшипниковые .узлы 1 монтируются на валу 9, который выполнен эксцентричным относительно оси вращения. Радиальный нагру жатель установлен на эксцентричной части вала. Выходной конец вала сое" динен с приводным двигателем 10. Система тензометрического контроля 40 и настройки радиальной и осевой нагрузки состоит из тензометров 11, тензоусилителя 12 и стрелочного прибора 13 (к примеру миллиамперметра). Блок контроля температуры состоит 45 из термопар 14 и подведен к потенциометру 15. Блок поддержания температурного режима 16.Основа проведения испытаний представляет создание повышенных эквивалентных радиальных и осевых нагрузок посредством нагружателей и создания эквивалентных вибрационных нагрузок посредством специально рассчитанного эксцентричного вала 9, Вал 9 рассчитывается на прогиб по величине эквивалентной прогибу вала электрической машины, подшипниковые узлы которой подвергаются испытаниям, Пролет между испытуемыми подшипниками 1 и их расстояния от оси радиаль ного нагружателя (а и Ь) определяются на предварительной расчетной стадии испытаний, как величины эквивалентные конструкции соответствующей электрическоймашине.На предвари тельной подготовительной стадии проведения испытанийопределяется временной коэффициент ускорения процесса испытаний.Тарировка тензометров нагружателей производится статически известными методами; составляется график зависимости нагрузки (в кгс) от показаний прибора 13 в мА. Выбор и установка испытательной нагрузки на стенде осуществляется посредством сжатия упругих элементов 4 и 7, с осуществлением контроля на приборе 13. ТакИм Образом, изменение мехаиических характеристик упругих элементов 4 и 7 в процессе длительных испытаний подшипниковых узлов не влияет на изменение испытательной нагрузки, так как посредством тензометричесой системы осуществляется постоянный контроль. На опоры реальнойэлектрической машины воздейству; ют внутренние и внешние силы. Перекос внутреннего и наружного колец подшипника зависит от разности этих сил,и соотношения плеч приложения векторов сил, В предлагаемом стенде воздействие испытательных сил на относительный перекос колец подшипника имеет односторонний характер, чем специальнО ужесточается процесс испытаний. Одновременно проведение испытаний осуществляется при установленном максимальном прогибе вала, который по нормативам для электродвигателей составляет 10 равномерного одностороннего воздушного зазора.Величина прогиба вала и радиальная Испытательная нагрузка взаимно-связанные параметры, что представляет удобства контроля. Посредством блока 16, который может быть пневматическим либо гидравлическим, выдерживается заданный температурный уровень в пределах; минимальном, ограниченным эксплуатационным максимумом в электрической машине 55 С и максимальном, допустимым для подшипника качения 95 С. Количество испытуемых подшипниковых узлов, в соответствии с установленными нормативными требованиями 90-го ресурса, принимается кратным десяти. Время ускоренных ресурсных испытаний одной испытуемой подшипниковой пары определяется1 ИиГИ Ъргде Ь " долговечность при испытательной нагрузке;%р - коэффициент ресурса.Предлагаемый стенд позволяет воссоздать эквивалентные условия при испытаниях подшипниковых узлов электрических машин с одновременщ 2 й интенсификацией сроков испытаний, соответствующих планируемому периоду 3-6 месяцев. Достижение поставленной цели основано на том, что реальные928534 Формула изобретения аказ 3276/70 ПодписноеВНИИП Тираж П "Патент",д,.ул. Проектна Филиал г. Ужг с конструкции подшипниковых узлов электрических. машин в паре подвергаются ресурсным испытаниям отдельно вне электрической машины. При этом в стенде для испытаний подшипниковых узлов воссоздаются эквивалентные параметры радиальных и осевых нагру" зок, прогиба вала двигателя, вибрации вращающихся элементов тем экстремальным расчетным значениям, которые имеют место в электрической машине,В этом стенде на подшипники создаются нагрузки внае экстремально расчетных в диапазоне (40-100) % динамической грузоподъемности подшипника. В основу ускорения. процесса положены известные для подшипников качения аналитические зависимости долговечности. При испытании подшипниковых узлов на предлагаемом стенде испытательную нагрузку (в кгс) можно увеличить в несколько раэ по сравнению с расчетной экстремальной эквивалентной нагрузкой на подшипник. тогда процесс испытаний сократится в обратно-показательной зависимости и требуемый период испытаний 3-6 месяцев, включая подготовительный процесс, непосредственно испытания (при работе в одну .смену) и обработку результатов, становится выполнимыме Стенд для испытаний подшнпниковыхузлов электрических машин, включающий установленные на валу подшипниковые узлы, радиальные и аксиальныенагружатели, блок контроля температуры, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью сокращения сроков испытаний, вал в части, расположенной между.испытываемйми.подшипниковыми узлами, выполнен эксцентричнымотносительно оси вращения, и на эк"сцентричной части вала посредством)5 подшипников установлен радиальныйнагружатель,а аксиальный нагружательрасположен со стороны, противоположной выходному концу вала, соединенному с приводным двигателем, причемЩ подшипниковые узлы снабжены блокомподдержания эквивалентного температурного режима.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 493864, клН 02 К 15/14, 1974.2; Сб. Взрывобеэопасное электро.оборудованием, вып. 1 Х, М., 1978,с. 95-101,