Способ определения одностороннего магнитного тяжения при ускоренных испытаниях электрической машины Советский патент 1991 года по МПК G01R31/34 H02K15/16 

Изобретение 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 корпусе 6. Ось ротора 2 при этом смещена относительно оси расточки статора 7 на эксцентриситет в направлении действия силы тяжести (веса ротора 2), в результате чего возникает магнитное тяжение ротора к статору, которое действует в том же направлении.

Такое смещение оси ротора 2 относительно осифасточки статора 7 осуществляют 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.напри- мер, посредством обработки посадочных поверхностей щитов 5 в корпусе 6 с эксцентриситетом е относительно расточек щитов под подшипники 3 и 4.

I

сх а

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 опре- деления одностороннего магнитного тяжения в электрической машине со специально созданным в ней эксцентричным расположением ротора в расточке статора с целью создания форсированной радиальной на- грузки на подшипники при ускоренных ресурсных испытаниях.

Способ реализуется следующим образом.

Закрепляют корпус 6 машины, на вы- ходной конец вала 1 устанавливают устройство для подъема вращающегося вала, например технологический подшипник 8 (фиг. 2), встроенный в специальный щит 9 с рымболтом 10, который через динамометр соединяют с подъемником, например таль- фером.

На 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 подъ- емной силы, а по виброизмерительному прибору - значение уровня корпусной вибрации.

С увеличением подъемной силы вибрация машины увеличивается, достигает неко- торого максимального значения, а затем постепенно уменьшается. Максимальное значение вибрации соответствует значению подъемной силы, при которой постоянная составляющая реакции опоры ротора 2 вблизи выходного конца вала 1 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 из условий равновесия ротора 2 при воздействии на него следующих сил (фиг, 3):

Рп - подъемная сила, приложенная к выходному концу вала 1, при которой вибрация машины максимальна;

G - вес ротора 2;

Рт - одностороннее магнитное тяже- ние;

R2 - реакция опоры ротора 2, расположенной со стороны, противоположной выходному концу вала 1.

Из условия равновесия ротора под воздействием этих сил следует, что

Рп(1+Д1) 12 .

где I - расстояние между центрами подшипников 3 и 4, установленных в машине;

А I - расстояние между центрами технологического подшипника 8 и ближайшего к нему подшипника 4 машины;

И и 2 - 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 подъемной 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 нагрузка 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 вибрации

машины при изменении нагрузки на ее подшипники 3 и 4, являются особенности жесткостных характеристик подшипников качения.

Суть вопроса состоит в том, что при 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- 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.

В результате применения способа упрощается процесс измерения одностороннего магнитного тяжения в машине при ее ускоренных испытаниях, не возникает трудностей, связанных с изменением тарировки измерителей при изменении температуры подшипниковых узлов.

Формула изобретения 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, отличающийся 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 маг- нитногб тяжения.

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - упрощение измерений одностороннего магнитного тяжения в злектирической машине при проведении ускоренных ресурсных испытаний. Предварительно 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 конца вала в направлении, 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 силу одностороннего магнитного натяжения. 3 ил. 7 Ё

KS

Фиг.1

10

Фаг. 2

Фаг.З