Способ контроля работы подшипника

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) (11) 7 1) 4 1- 16 С 17 2 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИН Д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ ВсесоюзносследоватежинскогоКазанскийколаев го теп- льского и др. Измерение дшипников турение, 1971,1 О(54) СПО ШИП НИК (57) Изоб турбомаш контроля р Б КОНТРОЛЯ РАБ Ы ПОД ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Вишнивецкий М. Гтемпературы опорных пбин. - Энергомап 1 инострос. 30 - 32. етение относится к эксплуатации н и может быть использовано для боты крупногабаритных радиальных подшипников жидкостного трения. Цель изобретения - повысить достоверность и точность прогноза о надежности в работе подшипникового узла. По ширине рабочей поверхности полувкладыша определяют разность температур дважды: вначале при гидродинамической, а затем при дополнительно подключенной гидростатической системах подачи смазочного материала. Сравнивают полученные разности температур. Для осуществления способа применяются гидродинамическая и гидростатическая системы подачи смазочного материала к подшипнику, термометры сопротивления, установленные по ширине нижнего полувкладыша, сигналы от которых поступают на измеритель, связанный с дифференцирующим звеном, сигнализатором и блоком управления турбиной. 2 ил.Изобретение относится к теплоэнергетике, конкретно к паровым и газовым тур. бинам, и может быть использовано преимущественно для контроля работы крупногабаритных радиальных подшипников жидкостного трения в быстроходных современных турбоагрегатах на тепловых и атомных электростанциях.Целью изобретения является определение перекоса подшипника при его работе в гидродинамическом режиме.На фиг. 1 показана схема маслоснабжения подшипника; на фиг. 2 -- схема измерения температуры полувкладыша.Подшипниковый узел содержит полу- вкладыш 1, рабочая поверхность которого образует с шейкой вала 2 смазочный зазор 3. По торцам полувкладыша установлены датчики 4 и 5 температуры. Начало смазочного зазора подключено линией 6 к маслоохлядителюи маслонасосу 8 низкого давления. Насос 9 высокого давления подключен к карманам 10 для гидростати. ческого подъема шейки вала. Датчикитемпсратуры импульсными линиями связаны с из. мерителем 11, дифференцирующим звеном 12, сигнализатором 13 и блоком 14 управления.Пусковая гидростатическая система подачи масла обеспечивает надежное всплытие шейки валя в рясточке полувкладышей при низких частотах вращения ротора, когда гидродинамическая смазка еще не эффективна. Г 1 ри нормальной частоте вращения ротора надежное всплытие шейки вала обеспечивается самим подшипником, работаюгцим в режиме гидродинамической смазки, и подключение пусковой гидростатической системы практически не отражается на толщине смазочного зазора.Однако подведение сравнительно холодного масла в карманы для гидростатического подъема шейки вала и далее в высокоскоростной поток нагретого масла способствует образованию в этой зоне специфической эмульсии тина капли холодного масла в нагретом масле. Как для любой эмульсии вязкость получающейся масло- масляной смеси оказывается выше вязкости отдельных компонентов, составляющих смесь. Поэтому при совместнойгидродинамической и гидростатической -- системе подачи смазочного материала в нагруженной зоне подшипника (так, где размещены карманы для гидроподъема и где расположены датчики температурного контроля баббитовой заливки) вследствие образования сравнительно вязкой среды поток ламинаризуется. Это мало отражается на температурном режиме в зоне наибольшего сближения шейки вала и полувкладыша, где и раншпе был ламинарлый режим смазки, но существенно изменяет тепловыделение в зоне наибольшего удаления шейки вала от полувкладыша; здесь поперечные градиенты скоростей сравнительно низкие, локальные по 5 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 тери мощности на трение уменьшаются, расход масла увеличивается, заметно снижается температура рабочей поверхности. Отмеченный эффект и используется для эксплуатационного контроля работы подшипника.Способ осуществляется следующим образом.При пуске турбины масло насосом 8 через маслоохладитель 7 по линии 6 подводится в смазочный зазор 3. Насос 9 высокого давления подает масло в карманы 10 для гидростатического подьема шейки вала. При повышенной частоте вращения вала, когда гидродинамическая смазочная пленка в зазоре 3 обеспечивает надежное всплытие шейки вала, насос 9 отключается.Выходные сигналы от датчиков 4 и 5 температуры поступают в измеритель 11. Г;ели 14)Т и/или 1;)Т (где Т - предельно допустимая температура рабочей поверхности полувкладыша), что возможно, например, при ограниченной подаче масла в подшипник, сигнал от измерителя сразу поступает к сигнализатору 13, который через блок 14 управления формирует импульс на останов турбины.Если 14(Т и/или 15(Т, но 14-. 1;,)Л 1 (где Л 1 ф -- предельно допустимая разность температур по ширине полувкладыша), то возможно при перекосе шейки вала относительно полувкладыша, сигналы от датчиков 4 и 5 температуры поступают к измерителю 11 и далее к дифференцирующему звену 12, которое вырабатывает разностный импульс 14 - 1; и передает его ерез сигнализатор 13 к блоку 14 управления, формируя команду на останов турбины.Если 14(Т и/или 1 з(Т, но и 14 15(Л 1, что возможно при небольшом перекосе шейки вала относительно полувкладыша или при возникновении турбулентности в зоне наибольшего отклонения шейки вала от полувкладыша, то в этом случае кратковременно включается насос 9 высокого давления. Охлажденное масло, вытекая из карманов 1 О, образует с нагретым маслом своеобразную вязкую эмульсию масло в масле, гасящую турбулентность в зоне перекоса шейки вала. Если при этом новая разность/ /температур 14 - 1 выше допускаемой величины Л 1", схема измерения формирует сигнал на отключение турбины. Если новай разность температур 14 - 1;, ниже Л 1" (что возможно при малом перекосе шейки вала или при отсутствии турбулентности в зоне перекоса), эксплуатация турбинь продолжается.При использовании нефтяного турбинного масла для смазки подшипников обычно принимают Т== 00 С, Ь 1 == 20 - -22" С.Пример 1. На подшипники паровой урбины подается масло с температурой =40 С и давлением Р=0,12 МПа. Во время пуска турбины на номинальной частоте вращения валопровода температура одного из подшипников 14=100 С. При этом темпера 128507тура баббита, измеренная вторым термометром сопротивления, 97 С. Подключение гидростатической смазки приводит к незначительному снижению абсолютных значений температур (1=99 С, а 15=96 С) и сохранению разницы температур на прежнем уровне (Л 1=Л 1=3 С). Проведенные измерения свидетельствуют о том, что подшипник раоотает с небольшим перекосом шейки вала относительно полувкладыша, но в опасном температурном режиме (при ограниченной подаче масла, нерасчетной нагрузке и т.д.). В связи с тем, что температура баббита, измеренная одним из термометров сопротивления, приближается к предельному значению Т= =100 С, турбина останавливается для ревизии подшипника. Пример 2. На подшипники паровой турбины подается масло с температурой =40 С и давлением Р=0,12 МПа. Во время пуска турбины на холостом ходу температура баббита, измеренная вблизи торцов одного из подшипников, 14=77 и 15=75 С, а при подключении гидростатической смазки соответственно 73 и 72 С. Разница температур баббита по ширине подшипника для обоих режимов 2 и 1 С. Что свидетельствует о практической параллельности поверхностей шейки вала и вкладыша, В период прогрева фундамента опор, расширения элементов турбины и набора нагрузки значения температуры баббита для данного подшипника в режиме гидродинамической смазки изменяется до величин 1=91 и 15=70 С, а гидростатодинамической соответственно 88 и 66 С. Разница температур по ширине подшипника 21 и 22 С и достигает предельного значения Л 1:.Характеристика рабочего состояния по разности температур Л 1 свидетельствует о том, что перекос нагрузки по ширине подшипника достигает опасного значения, при сохранении которого подшипник изнашивается на малых частотах валопровода в период пусков и остановов турбоагрегата, а также при повышении вибрации роторов. Предотвращение повреждений подшипника по параметру разницы температур баббита достигается остановом турбоагрегата с ревизией подшипника и других элементов турбины (опорных поверхностей цилиндров, тепловых экранов фундаментных колонн и др).Пример 3. На подшипники паровой тхрбины подается масло с температурой =40 С и давлением Р, =0,12 МПа. На номинальной частоте вращения валопровода температура баббита, измеренная вблизи торцов одного из крупногабаритных подшипников в режиме гидродинамической смазки, 1,1=96 и 1;,=90 С. Разница температуры по ширине подшипника при данном способе маслоснабжения 6 С, что существенно меньше допускаемой величины Л 1. При совместной работе систем подачи смазочного материала (гидродинамической и гидростатической) температуры 14 и 15 соответственно 95 и 73 С, а Л 1=22 С превышает Л 1 ф. Для данного подшипника существенный перекос 20 между шейкой вала и полувкладышем незафиксирован по разности температур баббита из-за различного характера течения смазочного материала по ширине подшипника в режиме гидродинамической смазки.Опасное состояние подшипника установлено 25в режиме гидростатодинамической смазки, ламинизировавшей, поток масла по всей ширине подшипника в зоне измерения температур баббита.Предложенный способ наиболее целесообразен в роторных машинах, содержащих крупногабаритные или высокоскоростные радиальные подшипники скольжения с комбинированным способом подачи смазочного материала.Формула изобретения35Способ контроля работы подшипника вгидродинамическом режиме, заключающийся в определении разности температур, измеренных по ширине вкладыша и сравнении 40 ее с предельно допустимой, отличающийсятем, что, с целью определения перекоса, перед замером температур кратковременно подают смазку под давлением в зону трения.М. Самоорска сдактор О. Головачаказ 677430ВНИИПИпо113035, МФилиал ППП Составитель Б. МоисееваТскрсд И. Берсс КорректорТираж 777 ПодписноеГосударственного комитета СССРела м изобретений и открытийсква, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,