СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ СОСТОЯНИЯ ПОСАДОЧНОГО НАТЯГА КОНТАКТНЫХ КОЛЕЦ НА ВАЛ РОТОРА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2006 года по МПК H02K15/00 G01R31/34 

Изобретение относится к технологии электромашиностроения, в частности к контролю величин посадочного натяга горячей посадки контактных колец на валы роторов крупных электрических машин, например турбогенераторов.

Известен способ диагностики состояния посадочных натягов в узле контактных колец. По этому методу ослабление посадочного натяга определяют по увеличению величин вибросмещения контактных колец в процессе их вибродиагностики при рабочей частоте вращения ротора электрической машины. Хотя этот метод оценки состояния посадочного натяга контактных колец на вал ротора наиболее оперативен при эксплуатации электрических машин, но достоверность результатов такого диагностировании не велика, так как вибрационный алгоритм ослабления посадочного натяга контактных колец одинаков с алгоритмами, проявляющимися при многих других повреждениях узла контактных колец.

Наиболее близким аналогом-прототипом изобретения является способ контроля состояния посадочных натягов в узле контактных колец, приведенный в [1]. Для определения посадочных натягов по этому методу требуются полная разборка узла контактных колец, измерение диаметров сопрягаемых деталей и сравнение полученных результатов с заводскими размерами. Способ весьма трудоемкий и не всегда осуществим по условиям эксплуатации электрической машины и экономическим возможностям. Этих недостатков лишен предлагаемый способ диагностики.

Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение, является диагностика состояния посадочных натягов в узле контактных колец без его разборки с повышением точности измерений.

На чертеже изображен узел контактных колец ротора электрической машины, содержащей концевую часть вала (1), на которую горячей посадкой через изоляционный слой (2) установлены контактные кольца (3) со щетками (4). Для упрощения сборки узла контактных колец изоляционный слой может быть нанесен на цилиндрическую металлическую промежуточную втулку (5), которая в свою очередь устанавливается на вал ротора. Сопряжение контактных колец с валом ротора осуществляется горячей посадкой с натягом (6), величина которого определяется механическим расчетом. Применение горячей посадки обусловлено необходимостью плотного соединения деталей узла контактных колец, прежде всего, на рабочей частоте вращения.

Так как контактные кольца посажены на концевую часть ротора через изоляционный слой за счет его расслоения, а также за счет старения и высыхания составляющих изоляционного слоя при высоких температурах нагрева контактных колец, возможно ослабление натяга. Это отклонение натяга контактных колец очень важно своевременно диагностировать. В случае появления вышеназванных дефектов при ослабление посадочного натяга происходит уменьшение наружного диаметра контактного кольца.

Предлагаемый способ диагностики состояния посадочного натяга в узле контактных колец основан на принципе определения изменяющихся при износе изоляционного слоя как наружного диаметра контактных колец, так и радиального положения любой материальной точки, расположенной на их торцовых поверхностях. Возможность использования такого способа определена тем, что при горячей посадке контактного кольца на вал ротора все кольцевые зоны его торцовой части, расположенные концентрично посадочным поверхностям, изменяются в радиальном направлении на величину, пропорциональную величине изменения (Δб) посадочного натяга.

Указанное изменение посадочного натяга контактных колец предлагается определять путем сравнительного измерения в одних и тех же местах фиксированного диаметра наружной поверхности контактных колец, не соприкасающейся со щетками, как разницу, измеренную в текущем времени(D_кон), по сравнению с ранее выполненными замерами(D_нач) по соотношению Δб=D_нач-D_кон.

Для снижения погрешности в измерениях фактических величин ослабления посадочного натяга контактных колец за контрольный период эксплуатации электрической машины следует проводить измерения диаметров наружной поверхности контактных колец в нескольких радиальных плоскостях, а величину Δб определять как среднюю по всем замерам.

В качестве вариантного метода оценки изменение посадочного натяга контактных колец за контрольный период эксплуатации электрической машины может быть использован несколько иной способ, заключающийся в измерении радиальных расстояний (R_нач и R_кон) между любой фиксированной материальной точкой на торцовой поверхности контактного кольца и наружной поверхностью детали, расположенной под изоляционным слоем (волом или металлической втулкой), а изменение натяга определяется удвоенной разницей этих расстояний, измеренной в текущем времени, по сравнению с ранее выполненными замерами. В этом случае Δб=2(R_нач-R_кон).

Источники информации

1. Аврух В.Ю., Зайчиков В.Г. и др. Устройство и эксплуатация щеточных узлов современных турбогенераторов и возбудителей. М.: Энергия, 1974 г., с.136.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к технологии электромашиностроения, в частности к контролю величин посадочного натяга контактных колец на валы роторов электрических машин, например турбогенераторов. Сущность изобретения заключается в том, что, согласно его первому варианту, диагностику состояния посадочного натяга контактных колец на вал ротора электрической машины, содержащей концевую часть вала ротора, на которую через изоляционный слой или изолированную металлическую втулку установлены контактные кольца со щетками, осуществляют путем оценки изменения натяга контактных колец до пуска электрической машины в эксплуатацию и в процессе ее эксплуатации во время последующих остановов, причем изменение посадочного натяга контактных колец определяют путем сравнительного измерения в одних и тех же фиксированных местах диаметра наружной поверхности контактных колец, не соприкасающейся со щетками, а упомянутое изменение посадочного натяга определяют как разницу этих диаметров, измеренных в текущем времени, по сравнению с ранее выполненными замерами. Согласно второму варианту данного изобретения, диагностику состояния посадочного натяга контактных колец на вал ротора электрической машины, содержащей концевую часть вала ротора, на которую через изоляционный слой или изолированную металлическую втулку установлены контактные кольца со щетками, осуществляют путем оценки изменения натяга контактных колец до пуска электрической машины в эксплуатацию и в процессе ее эксплуатации во время последующих остановов, причем изменение посадочного натяга контактных колец определяют путем сравнительного измерения в одних и тех же местах радиального расстояния между любой фиксированной материальной точкой на торцовой поверхности контактного кольца и наружной поверхностью, расположенной под изоляционным слоем, а изменение натяга контактных колец определяют как удвоенную разность этих расстояний, измеренных в текущем времени, по сравнению с ранее выполненными замерами. Технический результат, на достижение которого направлено данное изобретение, состоит в обеспечении диагностики состояния посадочных натягов в узле контактных колец без его разборки при одновременном снижении затрат на выполнение диагностических и ремонтных работ. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ диагностики состояния посадочного натяга контактных колец на вал ротора электрической машины, содержащей концевую часть вала ротора, на которую через изоляционный слой или изолированную металлическую втулку установлены контактные кольца со щетками, согласно которому осуществляют оценку изменения натяга контактных колец до пуска электрической машины в эксплуатацию и в процессе ее эксплуатации во время последующих остановов, отличающийся тем, что изменение посадочного натяга контактных колец определяют путем сравнительного измерения в одних и тех же фиксированных местах диаметра наружной поверхности контактных колец, не соприкасающейся со щетками, при этом упомянутое изменение посадочного натяга определяют как разницу этих диаметров, измеренных в текущем времени, по сравнению с ранее выполненными замерами.2. Способ диагностики состояния посадочного натяга контактных колец на вал ротора электрической машины, содержащей концевую часть вала ротора, на которую через изоляционный слой или изолированную металлическую втулку установлены контактные кольца со щетками, согласно которому осуществляют оценку изменения натяга контактных колец до пуска электрической машины в эксплуатацию и в процессе ее эксплуатации во время последующих остановов, отличающийся тем, что изменение посадочного натяга контактных колец определяют путем сравнительного измерения в одних и тех же местах радиального расстояния между любой фиксированной материальной точкой на торцовой поверхности контактного кольца и наружной поверхностью, расположенной под изоляционным слоем, а изменение натяга контактных колец определяют как удвоенную разность этих расстояний, измеренных в текущем времени, по сравнению с ранее выполненными замерами