Способ диагностики состояния подшипниковых узлов линейного шагового электродвигателя

) 9) .ЬЖ. 5)5 Н 02 К 15/00 ИСА ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕ) ЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР Е ИЗОБРЕ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Всесоюзный научно-исследовательскийи проектно-конструкторский институт атомного энергетического машиностроения(56) Воскобойников В.ВЕмельянов И,Я.,Усов П,П, и др, Прогнозирование ресурсаэлементов механизма СУЗ ядерных реакторов, Атомная энергия, 1987, т,62, вып, 1, с,17 - 22.(54) СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ СОСТОЯНИЯПОДШИПНИКОВЫХ УЗЛОВ ЛИНЕЙНОГОШАГОВОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ Изобретение относится к технологиидиагностики электрических машин и можетбыть использовано в электротехническойромышленности.Целью изобретения является снижениетрудоемкости процесса диагностики путемисключения разборки двигателя,На фиг.1 показана конструкция однойфазы линейного шагового электродвигателя; на фиг.2 - зависимость усилия срыва отвеличины износа подшипников,На фиг.1 обозначены полюсный наконечник 1; немагнитные материалы 2, подшипник 3, втулка 4 из магнитомягкогоматериала 4, кольцо 5.Способ диагностики состояния подшипниковых узлов линейного шагового эледвигателя осуществляется следующобразом.(57) Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения - снижение трудоемкости процесса диагностики путем исключения разборки двигателя, Для осуществления диагностики на фазу электродвигателя подают постоянное напряжение. Величину тока выбирают такой, чтобы магнитная система была ненасыщена. После подачи напряжения производят перемещение якоря двигателя до его срыва и замеряют усилие срыва. Затем по измеренной величине усилия срыва с помощью эталонной зависимости определяют величину износа подшипников скольжения линейного шагового электродвигателя. 2 ил. На фазу электродвигателя подают постоянное напряжение, т,е. обмотку фазы двигателя запитывают постоянным током. Величину напряжения и соответственно значение тока выбирают таким, чтобы магнитная система была ненасыщена. Возникающий в цепи ток создает магнитное поле, которое вызывает боковое усилие, прижимающее якорь к подшипникам. Это боковое усилие возникает вследствие неизбежных технологических погрешностей изготовления элементов двигателя, принятых допусков при посадке подшипников в корпус двигателя, допусков изготовления подшипников и якоря двигателя. При коммутации фаз двигателя якорь получает поступательное перемещение, а зазоры в подшипниках обуславливают появление электромагнитных боковых сил притяжения якоря, что при 168313620 40 водит к радиальному износу подшипников, При увеличении износа подшипников увеличивается смсщение оси якоря относительно оси потпосного наконечника статора (эксцентриситет). Зто приводит к увеличению силы бокового поитяжения якоря и, соответственно, усилия срыва якоря, так как составной частью усилия срыва является сила трения якоря о подшипники, которая равна произведению силы бокового притяжения на коэффициент трения,После подачи напряжения производят перемещение якоря двигателя до его срыва и замеряют усилие срыва Рср. Это усилие равноРср Рст,макс + тр,ГДЕ Рст.макс - Ма КСИМаЛЬНОЕ СтатИЧЕСКОЕ УСИ- лие фазы двигателя;Гтр - сила трения,Етр= 1 тр Рч,ср,где ттр - коэффициент трения;Рч,ср - электромагнитная боковая сила в момент срыва,После подстановкиРср = Рст. макс + тр Рч,срВеличины Рст,макс и Рч,ср вследствие изнашивания подшипников и вызванного им увеличения эксцентриситета также растут. Роост Р,р в основном обусловлен ростом Рч,ср и. следовательно, силы трения, Таким образом, между величиной износа подшипников 1 и Рср имеешься взаимно-однозначное соответствие. т.е, лмеет . место зависимость Рср =- ф). Поэтому можно для принятого постоянного напряжения, подаваемого на обмотку, построить эталонную зависимость Рср = т, Зта эталонная зависимость может быть определена либо расчетным, либо экспериментальным методом. Усилие срыва можно измерять различными методами, Например, к якоою двигателя укрепляют трос, к тросу укрепляют динамометр, с помощью лебедки или других технических средств производят перемещение якоря до срыва и с помощью динамометра определя 1 ОТ усилие срыва, Точно также к тросу укрепить упругую пластину, на пластину наклеить тензометрический датчик и показания датчика фиксировать,например, с помощью осциллографа или осуществлять запись срывного усилия на шлейфовый осциллограф.По измеренной величине Рср с помощью эталонной зависимости определяют величину износа 1, Измерение Рср производят при горизонтальном либо вертикальном, либо другом положении двигателя. При этом при Определении Р,р учитывают величину силы тяжести якоря или ее составляю- щи 5 10 15 25 30 35 П р и м е р. Определяется износ подшипников скольжения линейного шагового электродвигателя, который отработал в составе исполнительного механизма четыре года. Злектродвигатель имел следующие размеры; внутренний диаметр полюсного наконечника 29 мм; наружный диаметр якоря 28 мм; ширина магнитных проставок полюсного наконечника 22 мм; ширина магнитных проставок якоря 22 мм; ширина немагнитных проставок полюсного наконечника б мм; ширина немагнитных проставок якоря б мм; число магнитных проставок на одной фазе 5; число витков обмотки одной фазы 1920; подшипники изготовлены из волокнистого углеграфитового материала, пропитанного пироуглеродом.Перед установкой двигателя на исполнительный механизм была определена эталонная зависимость усилия срыва от износа подшипников. Зта зависимость определялась следующим образом.На одну фазу двигателя при неизношенных подшипниках (зксцентриситет равен нулю) подавали напряжение постоянного тока 18,9 В и определяли усилие срыва якоря, Оно оказалось равным 3,9 кгс (39 Н), Производили разборку двигателя и расточку всех его подшипников на 0,1 мм. После этого производили сборку двигателя и приработку подшипников скольжения в течение 100 ходов якоря (ход - 100 мм). Далее на одну фазу двигателя подавалось напряжение 18,9 В и определялось усилие срыва якоря, Оно оказалось равным 5,3 кгс (53 Н). Затем укаэанные действия повторялись еще четыре раза, при этом в последний раз подшипники расточили на 0,05 мм,По данным измерений строили график эталонной зависимости усилия срыва от величины износа, При этом величина износа принималась равной величине расточки подшипников (фиг,2).После этого все подшипники двигателя были заменены на новые из такого же материала и после четырех лет эксплуатации определяли напряжение постоянного тока О =-18,9 В, производили перемещение якоря до его срыва и измеряли усилие срыва, усилие срыва оказалось равным 6,8 кгс. По графику эталонной зависимости (фиг.2), по замеренному усилию срыва определяли износ 1= 0,19 мм.Для проверки достоверности методики двигатель был разобран и износ подшипников был измерен непосредственно способом путем прямого измерения диаметров подшипников в нескольких местах. При этом фактическая величина износа колебалась от 0,19 до 0,2 мм, Таким образом, вели 1683136чина ошибки лежит в пределах погрешности измерений.Предложенный способ позволяет повы- сить эффективность диагностики подшипниковых узлов линейных шаговых 5 электродвигателей за счет исключения разборочных и сборочных операций и операций, связанных с непосредственным измерением величины износа подшипников. 10Формула изобретения,Способ диагностики состояния подшипниковых узлов линейного шагового электродвигателя, по которому определяют15 величину износа в подшипниках скольжения якоря двигателя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения трудоемкости процесса диагностики путем исключения разборки двигателя, подают постоянное напряжение на фазу двигателя, производят перемещение якоря двигателя до его срыва, измеряют усилие срыва и по эталонной зависимости усилия срыва от величины износа при поданном постоянном напряжении определяют величину износа, при этом постоянное напряжение выбирают соответствующим ненасыщенной магнитной системе двигателя./5 ь о,ц г. Составитель Ф, ПодольскаТехред М. Моргентал симишинец рректо дактор Л. Гратил аказ 3420 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская нэб., 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина,