Способ определения одностороннего магнитного тяжения при ускоренных испытаниях электрической машины

(9)ИСАНИЕ И И ДЕТЕЛЬСТ ВТОРСКОМУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ. И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Чо Хон Эль. Исследование работы асинхронных машин при неравномерном воздушном зазоре, Автореф. канд. дис. М.: МЭИ, 1957.Авторское свидетельство СССР ЬЬ 780103, кл. Н 02 К 15/00, 1980.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОДНОСТОРОННЕГО МАГНИТНОГО ТЯЖЕНИЯ ПРИ УСКОРЕННЫХ ИСПЫТАНИЯХ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ(57) Изобретение относится к электротехнике, Цель изобретения - упрощение измереИзобретение относится к электротехнике,. а именно к способам определения одностороннего магнитного тяжения в электрической машине при ускоренных испытаниях, когда тяжение направлено в сторону действия силы тяжести.Целью изобретения является упрощение измерений одностроннего магнитного тяжения в электрической машине при проведении ускоренных ресурсных испытаний.На фиг, 1 изображена электическая машина, реализующая предложенный способ; на.фиг. 2 - технологический подшипник, установленный на выходном конце вала машины и встроенный в подшипниковый щит с рымболтом; на фиг. 3 - схема ротора и действующих на него сил,Вал 1 ротора 2 установлен на подшипниках 3 и 4 в щитах 5, размещенных в кор 05 6 01 й 31/34, Н 02"К.1.5 ний одностороннего магнитного тяжения в злектирической машине при проведении ускоренных ресурсных испытаний. Предвари- . тельно смещают в радиальном направлении ротор в расточке статора для увеличения радиальной нагрузки на подшипники, Подключают машину к сети и при достижении номинальных параметров режимы работы задают тарированное смещение одного концэ Вала В нэпрэв,епии, протиВоположном предварительному смещению ротора относительно статора. При этом измеряют уровень вибрации на корпусе, а при достижении максимального значения вибрации измеряют значение подъемной силы, действующей на конец вала. По измеренному значению подъемной силы рассчитывают силуодностороннего магнитного натяжения. 3 ил. пусе 6. Ось ротора 2 при этом смещена относительно оси расточки статора 7 на эксцентриситет . в направлении действия силы 0 тяжести (веса ротора 2), в результате чего 4 Ьь возникает магнитное тяжение ротора к ста- О тору, которое действует в том же направле с, нии.Такое смещение оси ротора 2 относительно оси,расточки статора 7 осуществля-, ют на практике для дополнительного нагружения подшипников 3 и 4 машины силой одностороннего магнитного тяжения с целью создания форсированных радиальных нагрузок на подшипники при их ускоренных испытаниях. Его можно обеспечить, например, посредством обработки посадочных поверхностей щитов 5 в корпусе 6 с эксцентриситетоме относительно расточек щитов под подшипники 3 и 4.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Для расчета достоверного значения коэффициента ускорения испытаний подшипников необходимо в этом случае определить значение усилия от одностороннего магнитного тяжения.Для подъема вращающегося вала 1 используют технологическое устройство, состоящее из технологического подшипника 8, встроенного в щит 9 с рымболтом 10.Способ предназнчен только для определения одностороннего магнитного тяжения в электрической машине со специально созданным в ней эксцентричным расположением ротора в расточке статора с целью создания форсированной радиальной нагрузки на подшипники при ускоренных ресурсных испытаниях.Способ реализуется следующим образом.Закрепляют корпус 6 машины, на выходной конец вала 1 устанавливают устройство для подьема вращающегося вала, например технологический подшипник 8 (фиг. 2), встроенный в специальный щит 9 с рымболтом 10, который через динамометр соединяют с подъемником, например тальферомНа корпус 6 машины, например, вблизи щита 5 со стороны выходного конца вала 1 устанавливают вибродатчик и подключают к виброизмерительному прибору, Включают машину и по достижении номинальных параметров режима постепенно поднимают ротор 2 за технологический подшипник 8, фиксируя по динамометру значение подьемной силы, а по виброиэмерительному прибору - значение уровня корпусной вибрации.С увеличением подъемной силы вибрация машины увеличивается, достигает некоторого максимального значения, а затем постепенно уменьшается. Максимальное значение вибрации соответствует значению подьемной силы, при которой посто. янная составляющая реакции опоры ротора 2 вблизи выходного конца вала1 отсутствует (этот конец вала находится в подвешенном состоянии, поэтому его вибрация от небаланса ротора 2 имеет максимальное значение).По значению подъемной силы, при которой значение корпусной вибрации максимально, определяют значение одностороннего магнитного тяжения иэ условий равновесия ротора 2 при воздействии на него следующих сил (фиг. 3):Рл - подъемная сила, приложенная к выходному концу вала 1, при которой вибрация машины максимальна;6 - вес ротора 2; Р - одностороннее магнитное тяжение;й 2 - реакция опоры ротора 2, расположенной со стороны, противоположной выходному концу вала 1.Из условия равновесия ротора под воздействием этих сил следует, чтоРл +Ы 12 д1 11где 1 - расстояние между центрами подшипников 3 и 4, установленных в машине;Ь 1 - расстояние между центрами технологического подшипника 8 и ближайшего к нему подшипника 4 машины;1 и 12 - расстояния от точки приложения равнодействующей сил одностороннего магнитного тяжения и центра масс ротора 2 до центра второго подшипника 3 машины.Прежде, чем объяснить физические явления, приводящие к увеличению вибрации при увеличении подъемной силы до определенного значения, уточним, где измеряется уровень вибрации и как нагружаются подшипники по предложенному способу. Измерять уровень вибрации предпочтительно у первоначально разгружаемого подшипника 4, где он изменяется более интенсивно, Но можно измерять также общий уровень вибрации в любой точке на корпусе 6 машины, поскольку характер измерения вибрации везде идентичен.Нагружение подшипников 3 и 4 по предложенному способу происходит следующим образом, Вначале, один подшипник 4 (со стороны выходного конца вала 1) разгружается, вибрация растет. Нагрузка на второй подшипник 3 при этом не изменяется, поскольку не выбран радиальный зазор в первом подшипнике 4 в вертикальном направлении и вал лежит на нижних шариках подшипника 4. При полной разгрузке подшипника 4 вибрация машины максимальна, нагрузка же на подшипнике 3 еще первоначальна. При дальнейшем увеличении подьемной силы и мгновенной выборки радиального зазора в несколько микрон в подшипнике 4 на нем снова появится нагрузка (только вектор нагрузки изменит направление на противоположное). В это же время начнет увеличиваться нггруэка и на подшипник 3, Одновременная нагрузка обоих подшипников 3 и 4 приводит к снижению уровня вибрации машины тем значительнее, чем больше значение подъемной силы на конце вала 1, т,е. чем больше нагружаются подшипники 3 и 4.Основой физических явлений, приводящих к такому изменению уровня вибрациимашины при изменении нагрузки на ее подшипники 3 и 4, являются особенности жесткостных характеристик подшипников качения.Суть вопроса состоит в том, что при 5 изменении нагрузки на подшипник 4 изменяется его жесткость, А последняя является параметром колебательной системы ротор машины-подшипники-корпус, При вращении ротора 2, имеющего остаточный дис баланс, в этой системе происходит установившиеся вынужденные колебания. Изменение массы или жесткости любой из частей этой системы приводит к изменению амплитуды ее колебаний (к изменению виб-,15 рации машины). По предложенному способу изменяется жесткость подшипников 3 и 4 сначала вследствие уменьшения нагрузки на одном из них, а затем из-за увеличения нагрузки сразу на двух подшипниках 3 и 4, 20В результате применения способа упрощается процесс измерения одностороннего магнитного тяжения в машине при ее ускоренных испытаниях, не возникает трудностей, связанных с изменением тарировки 25 измерителей при изменении температуры подшипниковых узлов. формула и зоб рете н и я Способ определения одностороннего магнитного тяжения при ускоренных испытаниях электрической машины с корпусом, ротором, установленным на валу в подшипниках, заключающийся в том, что предварительно смещают в радиальном направлении ротор в расточке статора для увеличения радиальной нагрузки на подшипники, подключают машину к сети и измеряют силы магнитного тяжения при достижении номинальных параметров режима работы, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения измерений одностороннего магнитного тяжения в электрической машине при проведении ускоренных ресурсных испытаний, измеряют уровень вибрации на корпусе, создают тарированную нагрузку на один конец вала в направлении, противоположном предварительному смещению ротора относительно статора, измеряют значения подъемной силы, действующей на конец вала в момент достижения максимального значения уровня вибрации и по измеренному значению подъемной силы рассчитывают силу одностороннего магнитного тяжения.1640661 Фиг. Я Составитель ВНиканороРедактор Л. Гратилло Техред М,Моргентал Корректор А, Осауленко Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 аказ 1016 Тираж 439 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ 113035, Москва, Ж,.Раущская наб., 4/5