CS252778B1

CS252778B1 - Active system of rotor's seat

Info

Publication number: CS252778B1
Application number: CS858918A
Authority: CS
Inventors: Jiri Simek
Original assignee: Jiri Simek
Priority date: 1985-12-06
Filing date: 1985-12-06
Publication date: 1987-10-15
Also published as: CS891885A1

Abstract

Zaříze-ní řeší aktivní systém uložení rotoru. Aktivní systém je tvořen tak, že tlakové komory pod podpěrami naklápěcích segmentů ložisek jsou přes regulační orgány a servomotory spojeny se zdrojem tlakové kapaliny. Servomotory jsou připojeny na mikropočítač, který je zároveň připojen na tlaková čidla v tlakových komorách ložisek a na čidla zařízení umístěná na posuvných podpěrách. Ha mikropočítač je připojeno nejméně jendo z čidel teploty, tlaku tloušiky olejového filmu nebo čddlo vibrací čepu umístěných na naklápěcích segmentechv každém ložisku. Dále na mikropočítač jsou připojena nejméně dvě čidla polohy rotoru a otáčkové čidlo rotoru .The device solves the problem of an active rotor mounting system. The active system is formed in such a way that the pressure chambers under the supports of the tilting bearing segments are connected to a source of pressurized fluid via control devices and servomotors. The servomotors are connected to a microcomputer, which is also connected to the pressure sensors in the pressure chambers of the bearings and to the device sensors located on the sliding supports. At least one of the temperature, oil film pressure, or pin vibration sensors located on the tilting segments in each bearing is connected to the microcomputer. Furthermore, at least two rotor position sensors and a rotor speed sensor are connected to the microcomputer.

Description

Vynález se týká aktivního systému uložení rotoru s více kluznými ložiskami s naklápěcími segmenty, u něhož se řeší zatížení segmentů a možnosti nastavit optimální poměry v ložisku.The invention relates to an active multi-slide rotor bearing system with tilting segments, in which the loading of the segments and the possibility of adjusting optimum bearing conditions are addressed.

Podle známého stavu techniky se osy jednotlivých ložisek složitých rotorových soustav se třemi a více ložisky nastavují při montáži ustavováním ložiskových stojanů nebo pánví. Osy ložisek jsou ustaveny tak, aby se za provozu dostaly do žádané polohy. Při různých provozních režimech však může následkem mechanických deformací a teplotních dilatací docházet ke změnám ustavení a tím i k přetěžování některých ložisek, čímž se snižuje jejich životnost a značně stoupá riziko havárie. Jsou známa zařízení k vyrovnání souososti soustrojí za provozu, u nichž jsou k nosným prvkům ložisek připojeny regulovatelné zdroje pro přívod nebo odvod tepla. Známé je rovněž teplosměnné ústrojí pro vyrovnávání teplot jednotlivých částí nosných prvků, čímž se zabraňuje jejich deformaci. Nevýhodou takovýchto zařízení jsou pomalé reakce na změny provozních stavů a nemožnost aktivně ovlivňovat chování soustavy, např. potlačit zesílené vibrace, způsobené zvýšením nevyvéženosti rotoru.According to the prior art, the axes of the individual bearings of complex rotor systems with three or more bearings are adjusted during assembly by aligning the bearing racks or shells. The bearing axes are positioned so that they reach the desired position during operation. In different operating modes, however, mechanical deformations and temperature dilatations may result in alignment of the bearings and thus overloading of some bearings, which reduces their service life and significantly increases the risk of accident. There are known devices for compensating the alignment of the machine set during operation, in which controllable sources for supplying or dissipating heat are connected to bearing bearing elements. Also known is a heat exchange device for equalizing the temperatures of the individual parts of the support elements, thereby preventing their deformation. The disadvantages of such devices are slow responses to changes in operating conditions and the inability to actively influence the behavior of the system, for example to suppress amplified vibrations caused by increased rotor imbalance.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny aktivním systémem uložení rotoru podle vynálezu, jehož podstatou je to, že tlakové komory pod podpěrami naklápěcích segmentů ložisek jsou přes regulační orgány se servomotory spojeny se zdrojem tlakové kapaliny. Servomotory jsou připojeny na mikropočítač, který je zá-r roveň připojen na tlaková čidla umístěná v tlakových komorách ložisek a na čidla zatížení umístěná na posuvných podpěrách.The above-mentioned drawbacks are overcome by the active rotor bearing system according to the invention, which is based on the fact that the pressure chambers under the supports of the tilting bearing segments are connected to the source of the pressurized liquid via the control elements with servomotors. The actuators are connected to a microcomputer, which is also connected to pressure sensors located in the bearing pressure chambers and to load sensors located on the sliding supports.

Na mikropočítač je připojeno nejméně jedno z čidel teploty olejového filmu, čidlo tlaku olejového filmu, čidlo tlouštky olejového filmu nebo čidlo vibrací čepu, umístěných na naklápěcích segmentech v každém ložisku. Dále na mikropočítač jsou připojena nejméně dvě čidla polohy rotoru a otáčkové čidlo rotoru.At least one of the oil film temperature sensors, the oil film pressure sensor, the oil film thickness sensor or the pin vibration sensor mounted on the tilting segments in each bearing are connected to the microcomputer. Furthermore, at least two rotor position sensors and a rotor speed sensor are connected to the microcomputer.

Výhodou aktivního systému uložení rotoru spočívá v tom, že reakce systému na změny provozních stavů je prakticky okamžitá. Systém umožňuje nastavit optimální poměry v každé kluzné ploše, takže lze například snížit na minimum ztráty třením a zároveň zvýšit spolehlivost a trvanlivost ložisek. Je také možné, aby se systém do určité míry přizpůsobil ostatním funkčním částem soustavy, například lopatkování nebo ucpávkám, což umož2S2 778 ní odstranit příčiny některých budicích sil, vyvolaných například po obvodu proměnnými spárami v lopatkování, ucpávkách nebo generátorech.The advantage of an active rotor bearing system is that the system's response to operating state changes is virtually instantaneous. The system makes it possible to set the optimum ratios in each sliding surface, so that, for example, friction losses can be minimized while increasing bearing reliability and durability. It is also possible for the system to adapt to some extent to other functional parts of the system, such as paddles or plugs, thereby allowing the causes of some excitation forces caused, for example, by variable joints in paddles, plugs or generators, to be eliminated.

Na připojených výkresech je znázorněn příklad aktivního systému uložení rotoru podle vynálezu, kde na obr.l je znázorněna propojení ložiska a na obr.2 je znázorněn systém s třemi ložisky.The accompanying drawings show an example of an active rotor bearing system according to the invention, wherein Fig. 1 shows the bearing interconnection and Fig. 2 shows the three bearing system.

Aktivní systém uložení rotoru se sestává ze tří ložisekThe active rotor bearing system consists of three bearings

11, L2. L3 s naklápěcími segmenty 27. 28. 29. které jsou ulomeny na posuvných vpodpěrách 2, 2, 2, pod kterými jsou vytvořeny tlakové komory I, 2, J a mechanické dorazy 2, θ, J. Tlakové komory I, 2,, 2 ^u ložisek LI. L2. L3 jsou přes regulační orgány 10, 11, 12, 22, JI se servomotory 13. 14. 15. J2, 22 spojeny se zdrojem 16 tlakové kapaliny. Servomotory 13. 14.11, L2. L3 with tilting segments 27. 28. 29. which are broken off on sliding supports 2, 2, 2, under which pressure chambers I, 2, J and mechanical stops 2, θ, J are formed. Pressure chambers I, 2 ,, 2 ^for LI bearings. L2. L3 are connected to the pressurized fluid source 16 via the control elements 10, 11, 12, 22, 11 with the servomotors 13, 14, 15, 22. Servomotors 13. 14.

12, 22, JJ jsou připojeny na mikropočítač 40. který je zároveň připojen na tlaková čidla 17« 18, 19 umístěná v tlakových komorách 2, 2,, 2 ložisek Ll. L2. L3 a na Sídla 20. ai, 22 zatížení umístěná na posuvných podpěrách 2, 2, 2 ložisek LI.12, 22, 11 are connected to a microcomputer 40 which is also connected to pressure sensors 17, 18, 19 located in the pressure chambers 2, 2, 2 of the bearings L1. L2. L3 and on the bearing seats 20 and i, 22 are located on the sliding supports 2, 2, 2 of the bearings L1.

L2. L3. Na mikropočítač 40 může být připojeno nejméně jedno z čidel 23 teploty olejového filmu, čidlo 24 tlaku olejového filmu, čidlo 25 tloušíky olejového filmu nebo čidlo 26 vibrací čepu, umístěných na naklápěcích segmentech 27. 28. 2J v každém ložisku Ll. L2, L3. Na mikropočítač 40 jsou dále připojena nejméně dvě čidla 34. 35 polohy rotoru a otáčkové čidlo 36 rotoru. Po tlakových komor 1., 2, 2 pod posuvnými podpěrami A, 2, 2 j® přiváděna ze zdroje 16 tlakové kapaliny přes regulační orgány 10, 11. 12. 22, 31 tlaková kapalina, jejíž tlak je snímán tlakovými čidly 17. 18. 19. Současně je pomocí čidel 20, 21. 22 zatížení (například tenzometrických) snímého zatížení naklápěcích segmentů 27. 28. 29. Tlakové čidla 22, 18. 12 a čidla 20. 21. 22 zatížení jsou připojena na mikropočítač 40. který prostřednictvím servomotorů 13. 14. 15. 32. 33 nastavuje regulační orgány 10, 11. 12, 22, 31 na potřebnou hodnotu. Jako doplňkové informace z jednoho nebo více naklápěcích segmentů 27. 28. 29 dostává mikropočítač 40 údaje z čidel 23 teploty olejového filmu, z čidla 24 tlaku olejového filmu, z čidla 25 tlouěíky olejového filmu nebo z čidla 26 vibrací čepu. Signály z tlakových čidel 20, 21, 22 a signály z čidel, které dávají doplňující informaci o olejovém filmu v ložisku 12,, L2,L2. L3. At least one of the oil film temperature sensors 23, the oil film pressure sensor 24, the oil film thickness sensor 25, or the pin vibration sensor 26 located on the tilting segments 27, 28 in each bearing L1 may be connected to the microcomputer 40. L2, L3. Further, at least two rotor position sensors 34, 35 and rotor speed sensor 36 are connected to the microcomputer 40. A pressure fluid is supplied to the pressure chambers 1, 2, 2 under the sliding supports A, 2, 2 'from the pressure fluid source 16 via regulating elements 10, 11, 12, 22, 31, the pressure of which is sensed by the pressure sensors 17. 18. 19. Simultaneously, by means of sensors 20, 21, 22 the load (e.g., strain gauge) sensed load of the tilting segments 27, 28. 29. Pressure sensors 22, 18, 12 and load sensors 20, 21, 22 are connected to a microcomputer 40 which via servomotors 13. 14. 15. 32. 33 sets the regulators 10, 11, 12, 22, 31 to the required value. As additional information from one or more tilting segments 27, 28, the microcomputer 40 receives data from the oil film temperature sensor 23, the oil film pressure sensor 24, the oil film thickness sensor 25 or the pin vibration sensor 26. Pressure sensor signals 20, 21, 22 and sensor signals that provide additional information about the oil film in bearing 12, L2,

252 778252 778

L3 osou vedeny do mikropočítače 40. odkud jsou vysílány regulační povely pro řízení tlaku v tlakových komorách JL, 2_,L3 axis leads to the microcomputer 40, from which the control commands for pressure control in the pressure chambers 1, 2 are sent,

J prostřednictvím servonometru 13. 14. 15. 32. 33 a regulačních orgánů 10. 11. 12, JO, 31. Čidla 34. 35 polohy rotoru snímají polohu rotoru vzhledem ke skříni stroje, což umožní případné posunutí rotační osy do polohy potřebné k dosažení optimálních poměrů z proudové nebo ucpákkové části stroje.J via servo meter 13. 14. 15. 32. 33 and control elements 10. 11. 12, JO, 31. Rotor position sensors 34, 35 detect the position of the rotor relative to the machine housing, allowing the rotary axis to be shifted to the position needed to reach it optimum proportions from the current or packing portion of the machine.

Při montáži soustrojí se mechanické dorazy J, 8, J naklápěcích segmentů 27. 28, 29 na nichž spočívá tíha rotoru ustaví pomocí mechanických dorazů J, 8, J podle vypočtené průhybové čáry rotoru. Mechanické dorazy £, 8, J nezatížených naklápěcích segmentů 27, 28. 29 lze nastavit tak, že ložiskové vůle značně převyšuje obvyklé hodnoty a teprve po spuštění stroje se prostřednictvím tlakového oleje nastaví přítlačné síla, převyšující odstředivé síly od nevyváženosti. Nastavené hodnoty tlaku mohou být korigovány podle vibrací čepů v jednotlivých ložiskách LI. L2. L3. eventuálně podle teplot a tlaků v olejovém filmu, případně i tlouštky filmu. V případě, že zatížení naklápěcích segmentů 27. 28, 29 přenášejících tíhu rotoru přestoupí předem zadanou mez, zvýší mikropočítač 40 prostřednictvím servomotorů 13. 14. 15. 32. 33 a regulačních orgánů 10. 11. 12. 30. 31 tlak v tlakových komorách JL, 2 J sousedních ložisek, čímž se dané ložisko odlehčí. Rovněž tlaky v tlakových komorách 1, j2, J zatížených naklápěcích segmentů 22, 28. 29 lze korigovat podle doplňkových informací. Na mikro· počítač JO je možno připojit i otéčkové čidlo 36. jehož signál lze použít přímo pro regulaci tlaku v tlakových komorách 2, 2, 2 nezatížených naklápěcích segmentů.When assembling the set, the mechanical stops J, 8, J of the tilting segments 27, 28, on which the rotor weight rests, are adjusted by means of the mechanical stops J, 8, J according to the calculated deflection line of the rotor. The mechanical stops 8, 8, 9 of the unloaded tilting segments 27, 28, 29 can be adjusted such that the bearing clearance significantly exceeds the normal values and only after the machine has been started is the pressure force adjusted above the centrifugal forces from unbalance. The set pressure values can be corrected according to the vibration of the pins in the individual bearings L1. L2. L3. eventually according to the temperatures and pressures in the oil film, and possibly the film thickness. If the load of the tilting segments 27, 28, 29 carrying the weight of the rotor exceeds a predetermined limit, the microcomputer 40 increases the pressure in the pressure chambers by means of the servomotors 13, 14, 15, 33 and the regulators 10, 11, 30, 31. JL, 2 J of adjacent bearings, thereby relieving the bearing. Also, the pressures in the pressure chambers 1, 12, 11 of the loaded tilting segments 22, 28, 29 can be corrected according to additional information. A speed sensor 36 can also be connected to the microcomputer 10, whose signal can be used directly to control the pressure in the pressure chambers 2, 2, 2 of the unloaded tilting segments.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

232,778

1. An active rotor support system consisting of at least three bearings with snap-on segments that are mounted on. sliding supports, under which pressure chambers and mechanical stops are formed, characterized in that the pressure chambers (1), (2), (3) of the bearings (LI), (L2), (L3) are connected to a source (16) of pressure fluid via control devices (10), (11), (12), (30), (31) with servomotors (13, (14), (15), (32), (33), while the servomotors (13), (14), (15), (32), (33) are controlled by a microcomputer (0), which at the same time controls the pressure sensors (17), (18), (19) located in the pressure chambers (1), (2), (3) of the bearings (LI), (L2), (L3) and the load sensors (20), (21), (22) located on the sliding supports (4), (5)» (6).

2. The active system according to item 1, characterized in that at least one of the oil film temperature sensors (23), oil film pressure sensor (24), oil film thickness sensor (25) or pin vibration sensor (26) located on the tilting segments (27), (28), (291) in each bearing (L1), (L2), (L3) is connected to the microcomputer (401).

3· Active system according to points 1 and 2, characterized in that at least two rotor position sensors (34), (35) are connected to the microcomputer (40).

O

4· Active system according to points 1, 2 and 3, characterized in that a rotor speed sensor (36) is connected to the microcomputer (40).

2 drawings

L2

252,778

’ 7 ZL MICROCOMPUTER —

L3

-*-L3