Способ определения динамических характеристик маслянной пленки подшипников скольжения Советский патент 1978 года по МПК G01M13/04 

Грузы, установленные на вал, должны отличаться расположением по длине вала. Если первый из двух грузов устанавливают в одну балансировочную плоскость, то второй устанавливают в другую балансировочную плоскость. Если первый груз располагают в нескольких балансировочных плоскостях, то второй груз может отличаться от первого как изменением нлоскостей установки по длине вала, так и непропорциональным изменением веса и углового положения составляющих первого груза в т:х же плоскостях. По результатам испытаний определяют амплитуды и фазы колебаний подшипников турбоагрегата в вертикальном и ноперечном направлениях под действием каждого из грузов как векторную разность соответствующих замеров до и после установки каждого груза. Обозначим результаты этих вычислений для одного из подшннников на одной из скоростей вращения ротора следующим образом: Y Z Y, Z - амплитуды колебаний подщипника в ноперечном и вертикальном направлениях от первого и второго груза; :j2, 2 фазы колебаний нодшипника 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. Rl(() (:i.i-) + + уш у sin (., + 90) cos ш/ - /C,rsin(,L-f 90) - 5ушГсо8 X X(Vn + 901 -sincu/; (t) sin |1в - («ZCOS B costat- - + l-B sin wt, где RU (t), Rl (t) - составляющие реакции подшипника от первого груза в поперечном и вертикальном направлениях; , Kz, Sy, Sz - динамические характеристики подшипника; а - угловая скорость вращения вала; t - 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 соответствующего груза и соответствующих этому грузу реакций подшипников. Система дифференциальных уравнений, онисывающая вынужденные колебания вала, имеет вид (X) У 1- Г/ Ш 1 L L J (;,), Ldxdt J дt Ryi(t)4x-X,} Q; - Ру (х, t} 2 i.-l i.-i ..L w J- L wisrJ д Г г / 1 , / s д-Z (-) - + fn(x) (5;с Ldxff J dt- P. ( ) - i R.I (f} 8 ( - ) - 0, е у, Z - ноперечные и верткальные колебая вала; X - осевая координата; EI(X)-изгибная жесткость поперечного чения ротора; 1д(х)-массовый экваториальный момент ерции единичного участка ротора; т(х) - ногонная масса ротора; Ру (х, t), Рг(х, t) - составляющие вектора уза; m - число нодшипников ротора; xi - осевая координата расположения i-ой оры. Эту систему дифференциальных уравнений шают численным методом на ЭВМ. После ределения амплитуд и фаз колебаний шеек ла ротора в поперечном и вертикальном наавлениях от каждого из грузов, установленх на вал, динамические характеристики сляной пленки подшипников определяют из фференциальных уравнений движения шейв подшипнике. В матричной форме решее имеет вид Су A- By, С, A-I 5„ матрицы - столбцы вида е Су, С г, By, В г КуГ COS ( +90)+Visin(1n +90) /r,ysin(Vn +90°)-f (/n +90) /C,,(fn +90°)+S (oysin( +90°) /Cj,rsin(fn +90)-5y((fn +09) /C/ cos + sin i -AT Zsin ij-B + cos A Z cos|f + IB +

А - матрица, обратная для квадратной матрицы восьмого порядка А, элементы которой равны

а,,у cos (срп + 90) - 7cos ( +90);

а,2 - ( срв - -Zsin Фв); а,, U) if sin (:рп + 90) - (l-n + 90);

а,4 : (О (г sinfв - Zsinil-B); «21 у sin (п + 90) 7 sin (On + 90);

«22 z COS cp i - Z cos (jja; «2s - cos (cpn + 90) - rcos (} + 90)1;

«2 « (2 sin «PB - Z sin OB); «31 y cos (cpn + 90) - Y cos (vn + 90);

«52 - ( sin 9в - Z sin {JB); «„ Ш // sin (-/П + 90) - Т sin (vn + 90)I;

«34 Ш (г sin 9e - Z sin ); a,. y sin (n + 90) - Y sin (n + 90);

«42 - 2 COS tpB - Z COS fl,, u) г/ cos (n + 90) - Y cos (} + 90); (2 sin 9в - Z sin OB),

где yC), , y(2), Z(2) - амнлитуды колебаний шейки вала в поперечном и вертикальном направлениях от первого и второго груза;

п. В1 РП, «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 т рбоагрегатов с учетом действительных условий работы подшипников.

Приведенные расчеты вынужденных колебаний валов роторов турбоагрегатов мощностыо 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.

Формула изобретения

Способ определения динамических характеристик масляной пленки подшипников

скольжения, включаюш,ий определение силы действия шейки вала на масляный слой путем измерения амплитуды колебаний опор, в котором после измерения амплитуды колебаний подшипников на вал устанавливают груз, измеряют амплитуду колебаний подшипников и по разности амплитз-Д колебаний с грузом и без него определяют динамические характеристики, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона определяемых характеристик и повышения точности, перед определением динамических характеристик одновременно с измерением амплитуды колебаний измеряют фазы колебаний опор в вертикальном и горизонтальном направлениях, затем

заменяют груз на другой, отличаюш.ийся по весу и угловому положению, и снова измеряют амплитуды и фазы колебаний опор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 560155, кл. С 01М 13/04, 1974.