Способ определения динамических характеристик маслянной пленки подшипников скольжения
!!ц 605146
Союз Советских
Социалистических
Республик (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) За явлепо 03.10.75 (21) 2182571/25-27 (51) Р>. Кл, G 01М 13, 04 с присоединением заявки N9
Государственный комитет
Совета Министров СССР йв делам изобретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 30,04.78. Бюллетень Aв 16 (45) Дата опубликования описания 05.07.78 (53) УДК 620.178.16 (088.8) (72) Ав-,îð изобрететчпя (7I) Заявитель
В. Л. Шибер
Харьковский филиал Центрального конструкторского бюро
Главэнергоремоита (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ хАРАктеРистик мАслянОЙ пленки пОдшипникОВ
СКОЛ Ь)КЕН ИЯ
Изобретение относится к области испытательной техники и может быть использовано, например, для исследования динамики многоопорных валопроводов паровых турбоагрегатов.
Из известных способов наиболее близким к описываемому по технической сущности является способ определения динамических характеристик масляной пленки подшипников скольжения, включающий определение силы действия шейки вала на масляный слой путем измерения амплитуды колебаний подшипников, в котором после измерения амплитуды колебаний подшипников на вал устанавливают груз, измеряют амплитуду колебаний подшипников и по разности амплитуд колебаний с грузом и без него определяют динамические характеристики (1).
Недостатком известного способа является то, что он позволяет определить только две характеристики жесткости масляной пленки подшипника, в то время как ее динамические свойства описываются восемью характеристиками.
Целью изобретения является расширение диапазона определяемых характеристик и повышение точности определяемых динамических характеристик масляной пленки подшипников скольжения.
Указанная цель обеспечивается тем, что перед определением динамических характсрпстик одновременно с измерением амплитуды колебаний измеряют фазы колебаний опор в вертикальном и горизонтальном направлениях, затем заменяют груз на другой, отличающийся по весу и угловому положению, и снова измеряют амплитуды и фазы колебаний опор.
10 Для определения динамических характеристик масляной пленки подшипников парового турбоагрегата поступают следующим образом.
Производят замеры амплитуд и фаз колебаний подшипников агрегата в вертикальном п
15 поперечном направлениях до и после установки двух грузов в балансировочные плоскости на валу. Измерения производят на скоростях вращения вала, при которых определяют динамические характеристики масляной пленки.
20 Фазу колебаний отсчитывают по неподвижной круговой шкале (лимбу) с началом отсчета в верхней точке (ноль градусов), с направлением разбивки шкалы по вращению вала. Отметка на валу для измерения фазы является на25 чалом отсчета (ноль градусов) углов установки грузов на валу, направление отсчета углов установки грузов — против вращения вала.
Поперечные колебания подшипников агрегата измеряют со стороны, соответствующей 270
30 по лимбу.
605146
Грузы, установленные EIB вал, должны отличаться располо>кением по длине вала. Если первый из двух грузов устанавливают в одну балансирово шую плоскость,:o второй устанавливают в другую балансировочную плоскость. Если первый груз располагают в нескольких балансировочных плоскостях,то второй груз может отличаться от первого как изменением плоскостей установки по длине вала, так и непропорциональным изменением веса и углового положения cocTBBJIEIEolllèõ первого груза в т-х же плоскостях.
По результатам испытаний определяют амплитуды и фазы колебаний подшипников турбоагрегата в вертикальном и поперечном направлениях под действием каждого из грузов как векторную разность соответствующих замеров до и после установки каждого груза.
Обозначим результаты этих вычислений для одного пз подшипников на одной из скоростей вращения ротора следующим образом: Y, Z, Y, Z — амплитуды колебаний подшипника в поперечном и вертикальном направлениях от первого и второго груза;
,,1, 1, 2, 2 и в и в фазы колебаний подшипника в поперечном и вертикальном направлениях от первого и второго груза.
Далее вычисляют силы, действующие на шейки вала со стороны подшипника при установке каждого из грузов.
R„(t) = — (К» Y cos (b, + 90 ) +
+ S а Г sin (, + 90 )). cos mt— — (Ку Y sin („+ 90 ) — Яуа У cos ><
Х (y,, + 90 )) sin g1(/): (К,Z sin y — S,аЛ cos), cos Ку, К„Зц, S, — динамические характеристики подшипника; а — угловая скорость вращения вала; 1 — время. . Аналогично вычисляются реакции подшипников от второго груза. Амплитуды и фазы колебаний шеек вала от каждого из грузов определяют в результате расчета вынужденных колебаний вала под действием соответству1ощего груза и соответствующих этому грузу реакций подшипников. Система дифференциальных уравнений, описывающая вынужденные колебания вала, имеет вид Е1 (х) — — lд (х) — — 1„(х) а + т(х) д Pz д2 у дх " дхд1 ) д в Ру (х, 8) Ryi () 0 (х — х,) = 0; ! 1 (двдд()дд,,1 + — l„(x) а + и (х) —— Irj 10 — Р,(х, t) — Q„(t) 6(х — х1) .— О, i =1 где g, z — поперечные и верткальные колеба15 х — осевая координата; J=l (õ) — изгибная жесткость поперечного сечения ротора; 1д(х) — массовый экваториальный момент инерции единичного участка ротора; т(х) — погонная масса ротора; Р„,, (х, t), P,(õ, t) — составляющие вектора груза; и — число подшипников ротора; xi — осевая координата расположения i-ой опоры. С,-А- В,, С,=А — В„ 40 где С„С, В„, В, — матрицы — столбцы вида Суу Cv„ bv qv, К, >" cos (y, +90 )+5»а У sin(g. +90 ) К Гэ1п(„ +90 )+Я»а У cos(+90 ) Ку Гcos(I „+90 )+S а Y sin(, +90 ) К,"г 2sin(), +90=) — S а Гcos(i+09 ) 50 В»в С, C„„ Ц 55 К,2 cos q, + S,аЛ sin y — К,Z sIn, + S, Z cos, К,Л cos, + S,< oZ sin ф, — К Z sin 6, + S,аЛ cos y, 60 Эту систему дифференциальных уравнений решают численным методом на ЭВМ. После определения амплитуд и фаз колебаний шеек 30 вала ротора в поперечном и вертикальном направлениях от каждого из грузов, установленных на вал, динамические характеристики масляной пленки подшипников определяют из дифференциальных уравнений движения шейки в подшипнике. В матричной форме решение имеет вид 605146 Формула изобретения Я„, = — z coS y — Z Cos ф, Составитель И. Крылова Рсдактор И. Суханова Тсхред Н. Рыбкина Корректоры: Л. Орлова и Е. Моховн Заказ 1525/10 Изд. № 383 Тираж 1122 НПО Государственного комитета Совста Министров СССР по делам изобретении и открытий 1!3035, Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Типография, пр. Сапунова. и А — — матрица, обратная для квадратной матрицы восьмого порядка А, элементы которой равны а„= у cos (q, + 90=) — Y cos (i, +90 ); 1 . 1 а„= — (z sin р, — Z sin $,); а„= а (у sin (q, + 90") — У sin (,, + 90 ) ; 1 1.. а „= в (z sin q, — Z sin ф,); а„= у sin (y„+ 90=) = Y sin (r, + 90 ); 1 1 а„= z cos q, — Z cos,; а„= — а fy cos (y, + 90 ) — Y cos {, + 90 )1; а „= а {z sin y, — Z sin «,); 1, 1 а„= у cos (q. + 90=) — Г cos (j, + 90-); 2 2 . 2 а„= — (z sin y, — Z sin i,); а„= à fg sin(q„+ 90 ) — Y SIï(, + 90 )J; а„= u> (z sin р, — Z sin q.); а„= у sin (+ 90") — Р sin {у, + 90 ); а„= — о) (у cos (y „+ 90 ) — Г cos (i + 90 ); 2, 2 а„= а (z 81п -;, — Z sin;.), где YII) Z(I) Y<2) 212) — амплитуды колебаний шейки вала в поперечном и вертикальном направлениях от первого и второго груза; 1 1 2 2 п, в, н, в — фазы колебаний шейки вала в поперечном и вертикальном направлениях от первого и второго груза. Данный способ позволяет определить динамические характеристики масляной пленки подшипников паровых турбоагрегатов с учетом действительных условий работы подшипников. Приведенные расчеты вынужденных колебаний валов роторов турбоагрегатов мощностью 300 Мвт с использованием динамических характеристик масляной пленки подшипников, определенных по данному способу, показали высокую точность вычислений амплитуд и фаз колебаний. Динамические характеристики масляной пленки подшипников были определены по этому способу на основании данных, полученных в ходе балансировок турбоагрегатов указанного типа в собственных подшипниках. Способ определения динамических характеристик масляной пленки подшипников 20 скольжения, включающий определение силы действия шейки вала на масляный слой путем измерения амплитуды колебаний опор, в котором после измерения амплитуды колебаний подшипников на вал устанавливают груз, из25 меряют амплитуду колебаний подшипников и по разности амплитуд колебаний с грузом и без него определяют динамические характеристики, отл и ч а ю щи и ся тем, что, с целью расширения диапазона определяемых харак30 теристик и повышения точности, перед определением динамических характеристик одновременно с измерением амплитуды колебаний измеряют фазы колебаний опор в вертикальном и горизонтальном направлениях, затем 35 заменяют груз на другой, отличающийся по весу и угловому положению, и снова измеряют амплитуды и фазы колебаний опор. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 40 1. Лвторское свидетельство СССР № 560155, кл. С 01М 13/04, 1974.
