SU1719962A1 - Способ диагностики поперечной трещины горизонтального вала - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к диагностике. Цель изобретени  - экономи  трудозатрат. Диагностику поперечной трещины горизонтального вала осуществл ют, оценива  изменение жесткости вала по изменению его статического прогиба. Статический прогиб определ ют по величине уклонов двух шеек вала, измеренных при четырех его положени х , смещенных одно относительно другого на четверть оборота вала. Наличие трещины определ ют по факту отклонени  среднего значени  разности уклонов двух шеек от ранее измеренной нормальной величины . Степень повреждени  сечени  вала определ ют по относительной величине этого отклонени , продольное сечение трещины - по положению вала, при котором разность уклонов шеек максимальна, а поперечное сечение трещины - по соотношению изменений уклонов шеек между собой. 2 табл., 1 ил. Ё

Description

Изобретение относитс  к диагностике неисправностей.

По вление трещины в сечении горизонтального вала может быть вы влено или по изменению вибрации подшипников при работе машины, или по изменению центровки между роторами агрегата, или по изменению биени  сечений вала.

Однако изменение вибрации, центровки и биени  чаще всего вызываютс  другими причинами, которые представл ют иной уровень опасности дл  машины и могут быть устранены средствами наладки оборудовани .

Поэтому диагностически по вление трещины может быть окончательно установлено по изменению величины среднего значени  статического прогиба вала по сравнению с расчетным значением, определ емым массой ротора и жесткостью вала. При по влении трещины уменьшаетс  жесткость вала несоответственно, увеличиваетс  статический прогиб вала.

Недостатком данного способа диагностики трещины по измерению статического прогиба вала  вл етс  его трудоемкость, включающа  необходимость перестановки ротора в положение, при котором становитс  возможным измерение статического прогиба вала.

Цель изобретени  - экономи  трудозатрат и снижение трудоемкости процесса.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу диагностики поперечной трещины горизонтального вала, заключающемус  в оценке изменени  жесткости вала, эту оценку призвод т по среднему значению разности уклонов двух шеек вала, иэмеО

ю о ю

ренных при четырех положени х вала, смещенных одно относительно другого на четверть оборота.

Новизна предлагаемого решени  определ етс  наличием новых действий, заключающихс  в измерении уклонов двух шеек вала при четырех смещенных на 90° положени х ротора, в определении их разности и среднего значени  этих разностей. При трещине вала происходит изменение среднего значени  разности уклонов, т.е. исключаетс  необходимость перестановки ротора, достаточно лишь его проворота, что менее трудоемко.

Кроме того, по вл етс  возможность определени  как продольного сечени  трещины , так и ориентировочно поперечного, т.е. произведени  более полной диагностики .

На чертеже п редставл ен вал ротора ту р- богенератора.

Вал 1 ротора имеет шейки 2 под подшипники . Измерение уклонов шеек роторов  вл етс  нормальной операцией при контроле центровки роторов агрегата, например при монтаже турбоагрегатов на тепловых и атомных электростанци х. Измерение уклонов при этом производ т уровн ми типа Геологоразведка с микрометрическими головками с ценой делени  0,1 мм на 1 м длины.

Измерение уклонов шеек ротора с целью диагностики трещины в валу 1 предлагаетс  производить при четырех положени х ротора, смещенных одно относительно другого на четверть оборота. При каждом положении производ т измерение величины уклонов обеих шеек 2, затем вычисл ют разность этих величин с учетом направлени  уклона. Изменение разности уклонов шеек 2с поворотом ротора может быть вызвано также остаточным изгибом вала или неодинаковой жесткостью мотора по его ос м, но при этом среднее значение разности уклонов шеек не измен в г ч. Только при трещине вала 1 происходит увеличение среднего значени  разности /клонов. При этом по изменени м значений уклонов обеих шеек 2 при про вороте ротора можно определить как продольное сечение трещины (по максимуму разности уклонов), так и ориентировочно поперечное сечение (рассто ние до сечени  с трещиной от каждого подшипника в первом приближении обратно пропорционально величинам изменений уклонов шеек).

, Предлагаемый способ иллюстрируетс  конкретными примерами вы влени  трещин в роторах турбогенераторов во врем 

исследований причин изменени  вибрации подшипников турбоагрегатов.

Уклоны приведены в миллиметрах на 1 м длины вала. За положительное направление уклонов прин т подъем в сторону подшипника №2.

Пример 1. При монтаже агрегата разность уклонов шеек ротора составл ет 1,8мм/м.

Результаты измерений уклонов после аварийного останова сведены в табл. 1.

Среднее четырех значений разности уклонов шеек составл ет 2,47 мм/м, что на 37% больше величины, измеренной при

монтаже. По изменению величин уклонов очевидно, что трещина находитс  внизу при третьем положении ротора, при этом поперечное сечение трещины располагаетс  вблизи подшипника № 1 на рассто нии примерно 20% длины между подшипниками.

Трещина оказалась на рассто нии 15,7% длины, при этом повреждено примерно 50% сечени  ротора.

Приме р 2. При монтаже агрегата

разность уклонов шеек ротора составл ет 1,2 мм/м.

Результаты измерений уклонов после аварийного останова сведены в табл. 2. Среднее четырех значений разности уклонов составл ет в этом случае 1,54 мм/м, что на 28% больше величины, измеренной при монтаже. Максимум разности уклонов между вторым и третьим положени ми соответствует расположению трещины снизу (по

отношению к первоначальному положению ).

По соотношению изменений уклонов каждой шейки поперечное сечение трещины следовало ожидать на рассто нии от

подшипника № 2, составл ющем примерно 30% длины между подшипниками. В действительности трещина была обнаружена на рассто нии 14,5% от подшипника № 2. В этом случае трещина поразила примерно

25% сечени .

Дл  диагностики трещин в роторах оказалось достаточным только вскрытие подшипников .

Технико-экономическа  эффективность

предлагаемого способа состоит в том, что по вилась возможность воспроизведени  с минимальными трудозатратами полной диагностики поперечной трещины вала.

Ф о рмул а и зо б р ете н и  

Способ диагностики поперечной трещины горизонтального вала, заключающийс  в оценке изменени  жесткости вала по изменению его статического прогиба под действием силы т жести, отличающийс   тем, что, с целью экономии трудозатрат, оценку изменени  статического прогиба вала производ т по величине уклонов двух шеек вала, измеренных при четырех его положени х , смещенных одно относительно другого на четверть оборота вала, при этом наличие трещины определ ют по факту отклонени  среднего значени  разности уклонов двух шеек от ранее измеренной нормальной величины, степень повреждени  сечени  вала - по относительной величине этого отклонени , продольное сечение трещины - по положению вала, при котором разность уклонов шеек максимальна, а поперечное сечение трещины - по соотношению изменений уклонов шеек между собой.

Таблица 1

Таблица 2

Claims (1)

1. 55 Ф о р м ул а и зо б р ете н и я * Способ диагностики поперечной трещины горизонтального вала, заключающийся в оценке изменения жесткости вала по_: изменению его статического прогиба под лействием силы тяжести, отличающий5 1719962 6 с я тем, что, с целью экономии трудозатрат, оценку изменения статического прогиба вала производят по величине уклонов двух шеек вала, измеренных при четырех его положениях, смещенных одно относительно другого на четверть оборота вала, при этом наличие трещины определяют по факту отклонения среднего значения разности укло нов двух шеек от ранее измеренной нормальной величины, степень повреждения сечения вала - по относительной величине этого отклонения, продольное сечение трещины - по положению вала, при котором разность уклонов шеек максимальна, а поперечное сечение трещины - по соотношению изменений уклонов шеек между собой.