Способ определения степени износа подшипников электрических машин

(5 РЕТЕНИ САНИ Изобретение относи технике и может быть ределения степени изно трических машин разЦель изобретения - измерений за счет прим корреляции вибраций электрической машины тели степени износа поНа фиг. 1 показаны оси ротора электрома подшипников; на фиг. 2 фициента р корреляции тся к измерительной использовано для опса подшипников элекличного назначения.повышение точности енения коэффициента на концах корпуса в качестве показадшипников.случайные смещения шины из-за износа - зависимость коэфот эксцентриситета в ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИИЗНОСА ПОДШИПНИКОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН (57) Изобретение относится к измерительнойтехнике и может быть использовано для определения степени износа подшипников электрических машин различного назначения.Цель изобретения - повышение точностиизмерений за счет применения коэффициента корреляции вибраций на концах корпусаэлектрической машины в качестве показателя степени износа подшипников. Способоснован на том, что дефекты или износ подшипников являются причиной случайныхсмещений оси ротора электромашины, которые, в свою очередь, вызывают вибрациикорпуса. По мере износа подшипников, который происходит неравномерно, временные 80159435 диаграммы вибраций обоих концов корпуса все более отличаются друг от друга, и коэффициент корреляции вибраций падает. Гра" . н "ости коэффициента корреляции о сцентрпсптета оси ротора строят в ходе ис ,:Тани выоорки машин данного типа и принимают полученную зависимость за эталонную. Для реализации способа подключают к электромашине напряжение и разгоняют ротор до номинальной частоты вращения. Формируют два пучка излучения и направляют их на противоположные концы корпуса машины, расположенные вдоль оси ротора, последовательно принимают отраженные пучки излучения раздельно и совместно и судят о степени износа подшипников по величине коэ ициента корреляции р=(Р - Р - Р)/(2 РР) где Р - мощность Ж флуктуаций интенсивности при совместном приеме обоих пучков отраженного излучения; Р,- мощности флуктуаций интенсивности раздельно принимаемых пучков излучения. Повышение точности определе-.ния износа подшипников способствует выявлению дефектов электромашин на ранней еааь стадии их проявления. 3 ил. СЛ оси ротора; на фиг. 3 - схема реализации способа определения степени износа подшипников электрических машин. При наличии дефектов или износа подшипников возникают механические переменные силы, влияющие на характер вращения ротора. При этом ухудшается равномерность вращения ротора и возникают осевые биения. Последнему способствует и различие моментов сил торможения в обоих подшипниках, которое приводит к прецессии оси ротора.Таким образом, износ подшипников является причиной случайных смещений оси ротора.Следствием случайных угловых сме;.цений оси ротора 1 являются вибрации корпуса (статора) 2. Мощность этих вибраций возрастает при увеличении смещений оси ротора. Тем не менее, возрастание могцности вибраций не служит показателем степени износа подшипников 3 и 4, поскольку оно может происходить, в частности, из-за конструктивных недостатков, разбаланса ротора и т. д.Вместе с тем, экспериментально установлено, что по мере износа подшипников 3 и 4, который в общем случае происходит очень неравномерно, временные диаграммы вибраций обоих концов корпуса 2 все более отличаются одна от другой. Поэтому в качестве показателя степени износа подшипников 3 и 4 выбран коэффициент р, корреляции вибраций на концах корпуса 2 электромашины. 15 20 График зависимости коэффициента р корреляции от эксцентриситета е оси ротора 1 (фиг. 2) .строят в ходе испытания вы борки машин на наденость. Группу дзигателей нагружают и в процессе их работы измеряют коэффициент корреляции для каждой машины, При достижении определенного значения коэффициента кор)еляции (например, 0,8) часть машин с таким значением З 0 коэффициента корреляции останавливают и измеряют эксцентриситет. Берут его среднее для выборки значение. Продолжают испытания и при достижении коэффициенлом корреляции нового значения (например, О,) часть машин останавливакзт и измеряют новое значение эксцентриситета, Построенная таким образом зависимость р(в) для данного типа машин является эталонной и может быть занесена в паспорт машины.Кроме того, обозначены оптические клинья 5 и 6 с изменяющимся коэффициентом пропускания света, являющиеся затворами в крайнем положении, фотоприемник 7, зеркала 8 в 1 О; полупрозрачное, зеркало 11, источник 12 излучения, например лазер, мало- шумящий предусилитель 13, регулируемый 45 усилитель 14, квадратичный детектор 5, интегратор 16 и индикатор 7 (фиг. 3).Способ осуществляют следующим образом.Подключают к машине напряжение и разгоняют ротор 1 до номинальной частоты вращения. Излучение от источника 12, пройдя полупрозрачное зеркало 1 делится на два пучка. Первый пучок попадает на один из концов корпуса 2 машины, отразившись от зеркал 9 и 8. Второй пучок, отразившись от зеркала, попадает на другой конец корпуса 2.Если в местах попадания лучей корпус 2 машины имеет незначительный коэффициент отражения, то в эти места может быть наклеена отражающая пленка. Вибрации корпуса 2 вызывают флуктуации интенсивностеи обоих отраженных лучей, Отраженные лучи попадают на фотоприемник 7, где преобразуются в электрический ток. Флуктуации электрического тока усиливаются сначала предварительным малошумящим усилителем 13, а затем регулируемым усилителем 14, Регулировка усиления усилителя 14 обеспечивает нормальную работу квадратичного детектора 15. После квадратичного детектирования сигнал интегрируется интегратором 16 и индицируется индикатором 17. Полоса пропускания усилителя, обеспечивающая нормальную диагностику подшипников всех существующих двигателей, составляет 1 - 100 Гц. Соответственно время интегрирования интегратора 16 составляет 3 - 5 с.После набора машиной оборотов выводят клин 5 в крайнее положение, перекрывая первый пучок. Изменяя положение клина 6 путем его перемецения поперек второго пучка, устанавливают необходимую величину яркости потока для нормальной работы усилительных устройств и индикатора 17, производят отсчет величины Рг и отмечают положение клина 6.Устанавливают клин 6 в крайнее положение, перекрывая второй луч, и перемещают клин 5, обеспечивая регистрируемое индикатором значение мощности флуктуаций Р 1. РгУстанавливают клин 6 в отмеченное ранее положение, по показаниям индикатора 17 определяют величину мощности флуктуаций суммы потоков Р.Рассчитывают величину коэффициента корреляцииР - Р-Рг2 Р РцПо графику зависимости коэффициента р корреляции от эксцентриситета е траектории оси ротора определяют степень износа подшипников.Применение в качестве показателя степени износа подшипников коэффициента корреляции вибраций на концах корпуса электрической машины позволяет точнее измерять степень их износа, что способствует выявлению дефектов электромашин на ранней стадии их проявления.Формула изобретенияСпособ определения степени износа подшипников электрических машин, заключающийся в том, что подключают к машине напряжение, разгоняют ротор до номинальной частоты вращения, направляют на корпус машины пучок излучения, измеряют мощ 15943521 О ность флуктуаций интенсивности отраженного излучения и судят о степени износа подшипников по величине измеренной мощности отличающийся тем, что, с целью повышения точности изменений, разделяют пучок излучения на два, направляют разделенные пучки на противоположные концы корпуса машины, расположенные вдоль оси ротора, последовательно принимают отраженные пучки излучения раздельно и совместно и судят о степени износа подшипников по величине информационного параметра - коэффициента корреляции2 г2-РР где Р - мощность флуктуаций интенсивности при совместйом приеме обоих пучков отраженноо излучения; Р, Р. - мощности флуктуаций интенсивности раздельно принимаемых пучков излучения.1594352 улуса ОНЫ г.5 Ревск 1 роизводст едактор Н аказ 2821 ИИПИ Го Составитель С. Грачев Бобкова Техред А. Кравчук К Тираж 491 Пдарственного комитета по изобретениям и отк113035, Москва, ж - 35, Раушская наб. нно-издательский комбинат Патент, г. Ужг рректор Н. аядписноерытиям при ГКНТ СССд. 45эрод, ул. Гагарина, 101