Способ определения величины дисбаланса роторов машин Советский патент 1990 года по МПК G01M1/16 

Фиг Z

Изобретение относится к диагностированию роторных машин и может быть использовано при контроле дисбаланса роторов, установленных на подшипниках, без разборки машин как в процессе эксплуатации, так и в процессе производста.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей за счет возможности обмерять роторы с опорами скольжения и повышение точности за счет увеличения помехоустойчивости.

На фиг. 1 приведен график зависимости уровня вибросигнала и его производной от частоты вращения; на фиг.2 - блок- схема устройства, реализующего способ.

Способ реализуется устройством, ко торое содержит последовательно соединенные резонансный ультразвуковой электроакустический преобразователь

1,частотно-избирательный усилитель

2,детектор 3 средневылрямленных значений, блок 4 формирования производной, регистратор 5 и канал контроля частоты вращения ротора 6, выполненный в виде соединенных датчика

7 вращения и блока 8 частоты враще- ния, выходы которого соединены с вторыми входами блока 4 формирования и регистратора 5.

Устройство реализует способ следующим образом,

В процессе разгона ротора 6 машины изменяющийся по уровню сигнал с выхода резонансного ультразвукового электроакустического преобразователя 1,

частотный спектр которого ограничен

полосой пропускания преобразователя, например полосой 1 кГц при резонансной частоте около 100 кГц, поступает на вход частотно-избирательного уси- лителя 2, настроенного на резонансную частоту преобразователя 1. Усиленный сигнал с выхода усилителя 2 поступает на вход детектора средневыпрямленных значений 3, где детектируется, усредняется, например, фильтром низких частот с частотой среза 0,02 - О,1 кГц и подается на блок 4, формирующий сигнал, пропорциональный производной выходного сигнала детектора

dVc 3 по частоте вращения ротора j-(фиг.1б), для чего на второй вход блока 4 формирования производной с блока частоты вращения подается сиг

Q

5

нал, пропорциональный частоте вращения.

Блок 8 частоты вращения служит для формирования из сигнала датчика 7 частоты вращения сигнала, пропорционального частоте вращения W, подаваемого на вторые входы блока 4 формирования производной,и регистратора 5, который регистрирует информацию о частоте вращения ротора 6 и одновременно о значении и знаке производной выходного, сигнала детектора 3 средне- выпрямленных значений по частоте вращения. Такое исполнение устройства позволяет определить частоту вращения ротора 6 в момент изменения знака производной, т.е. в момент равенства центробежной силы от дисбаланса ротора и силы тяжести ротора, когда происходит смена первого режима работы подшипника на второй, при котором возникает явление отрыва цапфы вала от подшипника.

Таким образом, вследствие изменения характера взаимодействия между валом и подшипником происходит заметное уменьшение вибросигнала в контролируемой ультразвуковой полосе частот, что фиксируется по изменению знака производной регистратором 5 (фиг.16).

Фиксируя частоту маятникового резонанса в указанный момент и зная массу ротора 6, приходящуюся на опору, можно вычислить дисбаланс Dp ротора в плоскости опоры по формуле

Dp m-r - --1,

(1)

гдеот - неуравновешенная масса ротора;

г - эксцентриситет неуравновешенной массы ротора относительно оси вращенияj G - вес ротора; to - частота вращения ротора при

маятниковом резонансе. Таким образом, изобретение позволяет контролировать дисбаланс роторов машин, не имеющих встроенных датчиков, при диагностировании в процессе эксплуатации или ремонта без демонтажа и разборки, а также дает возможность расширить область применения при диагностировании роторных машин з а счет расширения номенклатуры машин, оборудованных не только опорами качения, но и опорами скольжения.

Кроме того, достигается упрощение способа за счет того, что появляется возможность отказаться от технически трудно реализуемого способа селекции вибросигнала в низкочастотной области спектра, для которой характерны плотное заполнение спектра помехами и низкое соотношение полезного сигнала и помехи.

Формула изобретения

Способ определения величины дисбаланса роторов машин в опорах каче

ния и скольжения, заключающийся в том, что производят разгон ротора, непрерывно регистрируют частоту его вращения и уровень вибраций корпуса опоры, определяют частоту маятникового резонанса и по ней судят о величине дисбаланса, отличающий- с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей повышения точности, регистрируют средневы- прямленное значение уровня вибраций, фиксируют изменение знака его производной и в этот момент определяют частоту маятникового резонанса.

Изобретение относится к балансировочной технике. Цель изобретения - повышение точности и расширение области применения за счет повышения помехоустойчивости. Измеряется средневыпрямленное значение вибросигнала на корпусе ротора 6. Сигнал с выхода блока 4 формирования производной подается на регистратор 5, где фиксируется момент изменения знака производной, что соответствует маятниковому резонансу. 2 ил.

Редактор А.Шандор

Составитель Ю.Круглов

Техред А. Крав чук Корректор С.Максимишинец

Заказ 323

Тираж 442

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

dUc dti

LQ

fJn

oJ

Фие.1

Подписное