Способ оценки технического состояния роторной машины Советский патент 1982 года по МПК G01M15/00 

Изобретение относится к диагностике машин по виброакустическим характеристи кам. Известны способы оценки технического состояния роторной машины, закпючаюшие ся в том, что измеряют амплитуду и фазу составляющих вибраций ротора в опорном его сечении, по меньшей мере, на двух различных нерезонансных скоростях вращения, обрабатывают результаты и сравнивают их с собственными частотами и формами колебаний, полученными для ро тора, установленного на идеальные шарнирные опоры tl. При эксплуатации роторных машин такие факторы технического состояния, как неуравновешенность, несоосность, неисгфавность опорных подшипников, вызываю одинаковые по величине уровни вибрашш на частоте вращения ротора и не влияют на уровни вибрации машины на других частотах спектра. Поэтому указанный способ не позволяет выделить эти факторы ПО отдельности, что и приводит к ограничению глубины диагностирования. Цепь изобретения - увеличение глубины диагностирования при оценке технического состояния роторных машин. Указанная цель достигается г&л, что измеряют амплитуду и фазу составляющей вибрации ротора в двух взаимно перпендикулярных направлениях, тфичем на каждой из частот вращения измерения проводят при трех различных системах пробных дисбалансов, и полученные результаты измерений используют дтю определения упругодемпферных характеристик опор и распределения неуравновешенное тей по длине ротора. Существо предложения состоит в следующем. Расчет собственных частот и форм колебаний исследуемого ро гора в, его установки на идеальные шарнирные опоры производят по исходным характеристикам ротора: его длине 9. , ко6рд1гаатам опорных сечений Й., и Sg , отсчитанным от одного из концов ротора, модулю упругости материала ротора Е, распределенной погонной плотности J3 (S ) и моменту инер 1ШИ поперечного сечения У(§), с помощью известных методов расчета собственных частот и форм колебаний, например, на ЭВМ, В процессе обработки результатов измерений виброакустических сигналов преобразуют измеренные значения амплитуд и -фаз вибрации для каждого пуска и ком лексным амплитудам колебаний ротора в опорах по формулам .1 -(,0 2-M tfA..,,) 2,.) 2 i-(A , f LA ((i) -12 2 / Угловая скорость вращения без пробных дисбалансов , -jQ, 0,1 -yO,-1 /1/1 , , , -лг -/о.г -20.2 ;2°2 Ой-fQ-Z , 2Г , . 1 ,2Z ,. g ч-(IVl -7OW- ОЫ .14 -vO.N /1Л , -A1 1 47 . TlQ После этого определяют комплексные характеристики опор Kf , , N,, N для каждой скорости вращения ротора путем решения си стемы линейных уравнений: , - ПГ-а 2:;Г i i/fHwix 3i- -iM i3 - - oT- i i-jS A Kj , ,, 0д ,, -ЬУиг А2.-л2. i к ; ™и ьг гЛ4Г аГА А272 i 4 Uz; rifAz::;j-nr OC «ie z,t . KfA2; i4|V :4 f a ruZ« si«u2.a К5. я)гГл2:; . где f - комплексные характеристики опор для угловой скорости вращения ротора сОхг,; m-,2,...,Ni .-;it m ;z:nir 0 Лсп( х-П 1,3... N ., г,а пг.и, 90 64 где , и 2,|, - комплексные амплитуды прямой и обратной процессии в первом опорном сечении; и комплексные амплитуды прямой и обратной процессии во втором опорном сечении;Axi ,А( 8( амплитуды и фазы вибра-. ции ротора в первом опорном сечении в направлениях X и У , перпендикулярных оси ротора; амплитуды и фазы вибрации ротора во втором опорном сечении в направлениях X и У : i - мнимая единица, и в результате .вычислений получают указанные в таблице значения комплексных амплитуд для всех пусков при N различных скоростях вращения. Результаты вычислений при введении системы при введении сипробных дисбалансов стемы пробных (S) балансов р ( S ) онлавииь у о/j- «j/ .1 -улл - у ЛjSA -j2.1 .- 2Л i -ii , 2-. 2Г,, , Сла, -ла v-l.Q -7l.2 v1-271 7.2 .Q -71.2 -уЛй yftP . -11 (Q 1 Ч.е 1 1 (Q 1 .е 1 ..H 12 X Vl.IH -тЛМ - AV1-j1.K -M 7 12 . 7 ) 2 ,Ч , т 1,5... Ni Тч., чЧ г, ч2 4 Rgj Qqt; ;/pC5)fi(S)fe(SHs, (2.) ,1 jjK-ia -, п -1,2..м . ) ;0(М,2... гм i y-v, ()/V-)(s))cts, -1,2... 2N,- Г- 4,2 8(«) И бд - координаты опорных сечений; Acj - собственные частоты; (ti) - нормированные собственные ормы колебаний ротора на идеальных арнирных огюрах; СЬ- t,2 2N; 590 ) - распределение вводимого проб-ного дисбаланса, г 1,2; ГО; П I L2/1 П -1 у известная для данного материала рогора константа, характеризующая внутреннее трение в материале; «jOt,- угловая скорость вращения; im i, 2, ..., Kf ; cS-l(K VKrHNr Mr - 4«.МЧкГ нГ-ыГ)). .(к,кГ-1ми ,j oJj;-.) ., Й;;-- 9е( .x .() определяют коэффициенты R( Q«l,2,..., 2N) разложения распределенной неуравновещённости ротора по формам свободныхколебаний путем решения систем ура внений 30 . л .. р 1 о гл - з л ..Л«1.гд К Z.--М 5С-0 (Ы/ R + Q1.2 Р4- д-ш Р Л зО- 01- -, + .. «2i2n c 22Hi (W;z.l -МОзО.35 . г-ц. of О, а.,2 fx-ii o cl2,P,...OL,zN-.H|f . i,°i« 2ц -N пЛр,у2 D4. а о л-- о.г ,02 40 1Л21 1 A гч .Л J z-Ni f z1 ,. 1 Q 1 Q (j.N O.W ,.N-,o.W ,,,NijlN z. - v 2;,; -Viy) oC | -K3ti,2 - ° 2 м° г12л Й д -К2 и, ) где ,ч с оj mq а - f j2,..., N , Q tis,.,,2м и вычисляют комплексное распределение неуравновешенностей по длине ротора по формуле .55 PCSN PCsi 5 Р 9 (( V ) ф ТЯ ; 8766 J (З) - распредепение погонной плогносги вала, черга над буквой обозначает комплексное сопряжение. 5 По полученным комплексным харакгеристикам опор определяют вещественные упругие и да гпферные характеристики опор для каждой скорости вращения ротоpa по формулам « x -|bXKf -x:t4Nj L,;H) X«- (),Y,W,K) xiJ - -„« «-кГ мГ м) ,) ,) -:ij««- -Nr-Na ) 4-few - - )(4, где „(S) - нормированнью соЬствеиные формы колебаний ротора на шарнирных, опорах, а затем по полученным величинам упругодемпферных характеристик опор и распределению неуравновешенностей судят о техническом состоянии роторной машины. та t 1 аким образом, операции способа заклю- чаются в том, что предвар-г.ггьно перед измерением виброакустического сигнала г- J по ИСХОДНЫМ xapaKTeplicтикам иccлeдyQv oго ротора рассчитывают собственные J J, колебаний ротора, считая 6ГО установленным на идеальные шарнир У составляющей вибрации ротора на частоте вращения в двух взаимно пёрпендикулярных направлениях в опорных сечешшх ротора при, по меньшей мере, двух различных нерезонгмсных скоростях вращекия на каждой скорости при одном пуске без пробных дисбалансов и при двух пусках с различными системами пробных дисбалансов, определяют упруго-демпферные характеристики опор и распределение неуравновешенностей по длине ротора, по величинам упруго-демпферных характеристик опор и распределению неуравновешенностей по длине ротора судят о технгтчесу, состоянии роторной машины. . Ф ормула изобрете н.и я СпосЪб оценки технического состояния роторной машины, заключающийся в том.

79018768

что измеряют амплитуду и фазу составпя-в двух взаимно перпендикулярных напрающих вибраций ротора в опорном еговлениях, причем на каждой из частот враceчe ши, по меньшей мере, на двух раз-щe шя измерения проводят при трех различных нерезонансных скоростях враще-личных системах пробных дисбалансов, и НИН, обрабатывают результаты и сравнива- 5полученные результаты измepe шй испольют их с расчетными собственными часто-зуют для определения yпpyгo-дQv пфepныx тами и формами колебаний, полученнымихарактеристик опор и распределения недля ротора, установленного на идеальныеуравновешенности по длине ротора, шарнирные опоры, отличающий-Источники информации, с я тем, что, с целью увеличения глуби- опринятые во внимание при экспертизе ны диагностирования, амплитуду и фазу 1. Авторское свидетельство СССР составляющей вибрации ротора измеряют№ 453603, кл. G 01 М 15/00, 1974.