DD211631B1

DD211631B1 - ARRANGEMENT FOR DAMAGING DEFICIENCY IN SLIDING BEARINGS

Info

Publication number: DD211631B1
Application number: DD24450882A
Authority: DD
Inventors: Guenter Pfeiffer; Uwe Schmidt; Ralph Kottwitz
Original assignee: Guenter Pfeiffer
Priority date: 1982-11-03
Filing date: 1982-11-03
Publication date: 1987-05-20
Also published as: DD211631A1

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Schadensfrüherkennung an Gleitlagern, insbesondere an statisch belasteten Gleitlagern.The invention relates to an arrangement for early damage detection on plain bearings, in particular on statically loaded plain bearings.

Characteristic of the known technical solutions

Den bisher bekannten Anordnungen sowie Verfahren zur Schadensfrüherkennung an Gleitlagern lag im wesentlichen die Messung der Schwingungen oder der Temperatur zugrunde.The previously known arrangements and methods for early damage detection on plain bearings was based essentially on the measurement of the vibrations or the temperature.

Die Schwingungsmessung beruht auf der Erfassung der Wellen- und Lagerbockbewegung durch verschiedene Aufnehmer, wobei aus der Veränderung der Signale auf den Zustand des Gleitlagers geschlossen wird.The vibration measurement is based on the detection of the shaft and bearing block movement by different transducers, which is concluded from the change of the signals to the state of the sliding bearing.

Nachteilig ist, daß keine konkreten Aussagen über den Lagerzustand und damit über die Betriebssicherheit möglich sind. Mit Hilfe der Temperaturmessung, meist im Lagermetall, können nur solche Lagerschäden erfaßt werden, die mit einer längeren Temperaturveränderung verbunden sind. Auch hier kann nur eine Abschätzung desLagerschadehs erfolgen.The disadvantage is that no concrete statements about the storage condition and thus on the reliability are possible. With the help of temperature measurement, usually in the bearing metal, only such bearing damage can be detected, which are associated with a prolonged change in temperature. Again, only an estimate of the storage damage can be made.

Darüber hinaus ist ein indirektes Meßverfahren zur angenäherten Bestimmung des Kurbelwellenlagerspiels durch Messung des Öldruckes bei Motoren mit Druckumlaufschmierung bekannt. Dieses Verfahren beruht darauf, daß der Öldruck funktionell mit dem durch die Lagerspielvergrößerung verringerten Druckflußwiderstand sinkt. Wenn auch verschiedentlich zum Grenzspiel Öldruckgrenzwerte durch die Motorenhersteller angegeben werden, so wird von der Öldruckmessung nur wenig Gebrauch gemacht. Der Nachteil dieses Meßverfahrens besteht darin, daß einerseits die an den Fahrzeugen befindlichen Öl-Manometer nicht ausreichend genau anzeigen, andererseits aber auch die mit der Ölpumpenabnutzung veränderte Pumpencharakteristik zu einer Fehlbeurteilung des Kurbeltriebs führen kann. Außerdem gestaltet sich die genaue Einhaltung bestimmter Öltemperaturen und Kurbelwellendrehzahlen, die für eine aussagekräftige Öldruckmessung Bedingung ist, infolge erschwerter Meßmöglichkeiten sehr umständlich. Die bisher bekannten Verfahren der Druckmessung beruhen nach DD-WP 29102 auf der Ermittlung der Zeit, die für das Einpressen einer bestimmten Ölmenge erforderlich ist und nach DD-WP 117740 auf einer als Ringkolben ausgebildeten Druckplatte, die mit einem Arbeitsmedium beaufschlagt wird und dessen Druck ein Maß für die Größe der Axiallast ist.In addition, an indirect measuring method for approximate determination of the crankshaft bearing clearance by measuring the oil pressure in engines with pressure circulation lubrication is known. This method is based on the fact that the oil pressure decreases functionally with the reduced by the bearing clearance magnification Druckflußwiderstand. Although oil pressure limit values are variously stated by the engine manufacturers for limiting play, oil pressure measurement makes little use of it. The disadvantage of this measurement method is that on the one hand show the oil pressure gauge located on the vehicles not accurate enough, on the other hand, but also changed with the oil pump wear pump characteristic can lead to a misjudgment of the crank mechanism. In addition, the exact compliance with certain oil temperatures and crankshaft speeds, which is a condition for a meaningful oil pressure measurement condition, due to difficult measurement options designed very cumbersome. The previously known methods of pressure measurement are based on the DD-WP 29102 on the determination of the time required for the injection of a certain amount of oil and DD-WP 117740 on an annular piston formed as a pressure plate, which is acted upon by a working fluid and its pressure Dimension for the size of the axial load is.

In der DE-OS 2362796 wird vorgeschlagen, an kritischen Stellen einen Meßpfropfen einzusetzen, der schneller als der ihn umgebende Werkstoff verschleißt und damit einen beginnenden Lagerschaden anzeigt. Des weiteren wird in der DE-AS 1600322 vorgeschlagen, ein leicht zerstörbares Wandteil zu verwenden, das bei einem Lagerschaden durchstoßen wird und damit Schmieröl freigibt.In DE-OS 2362796 it is proposed to use a Meßpfropfen at critical points, which wears faster than the surrounding material and thus indicates an incipient bearing damage. Furthermore, it is proposed in DE-AS 1600322 to use an easily destructible wall part, which is pierced in a bearing damage and thus releases lubricating oil.

Alle diese Verfahren besitzen den Nachteil, daß als Schadensursache nur eine Schadensgröße, beispielsweise das Lagerspiel, erfaßt wird. Eine kumulative Erfassung unterschiedlicher Einflußgrößen auf die Tragfähigkeit ist nicht möglich.All of these methods have the disadvantage that only one size of damage, for example the bearing clearance, is detected as the cause of the damage. A cumulative recording of different factors influencing the carrying capacity is not possible.

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Anordnung zu schaffen, mit der Ausfälle zu einem frühen Zeitpunkt erkannt und somit größere Schäden und Ausfälle vermindert bzw. vermieden werden.The object of the invention is to provide an arrangement with which failures are detected at an early stage and thus reduced or avoided major damage and failures.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Schadensfrüherkennung an statisch belasteten Gleitlagern, insbesondere an Turbinenlagern zu schaffen, mit der jederzeit eine konkrete Aussage über die Tragfähigkeit des Lagers und damit über den Lagerzustand unabhängig von verschiedenen Einflußgrößen möglich ist. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zur Schadensfrüherkennung an Gleitlagern, insbesondere an Turbinenlagern eine Anordnung geschaffen wird, die so aufgebaut ist, daß zur Schadensfrüherkennung ein Druckaufnehmer in oder außerhalb der Lagerschale des Gleitlagers angeordnet ist. Dabei befindet sich dieser Druckaufnehmer zur Messung des Schmierfilmdruckes zwischen Welle und Gleitlager im Bereich des Druckberges, insbesondere im Druckbergmaximum an der Stelle des engsten Schmierspaltes. Zur Bestimmung der Gleitlagerkomponenten können weitere Aufnehmer an oder außerhalb des Gleitlagers angebracht werden. Der im Schmierspalt vorhandene Schmierfilmdruck wird dabei ständig mit dem Druckaufnehmer gemessen und mit anderen vorgegebenen, definierten, adäquaten Betriebsgrößen verglichen. Bei Überschreiten derToleranzgrenze kann dann eine optische oder akustische Signalisation erfolgen. Als Meßpunkt ist sowohl der Druckberg, der in der Nähe des engsten Schmierspaltes seinen maximalen Wert erreicht, als auch eine beliebige andere Stelle des Lagerumfangs wählbar. Aus dem Vergleich mit vorgegebenen definierten, vergleichbaren Betriebsgrößen ist eine direkte Aussage über die zeitliche Belastung und den Betriebszustand des Lagers möglich, da alle Störgrößen eine Änderung der Druckverteilung im Schmierspalt zur Folge haben.The invention is based on the technical object of providing an arrangement for the early detection of damage to statically loaded plain bearings, in particular on turbine bearings, with which a concrete statement about the bearing capacity of the bearing and thus on the bearing condition is possible regardless of different influencing variables. According to the invention, this object is achieved in that for early damage detection on plain bearings, especially on turbine bearings an arrangement is created, which is constructed so that a pressure sensor is arranged in or outside the bearing shell of the sliding bearing for early damage detection. In this case, this pressure transducer is for measuring the lubricating film pressure between the shaft and sleeve bearing in the region of the pressure mountain, in particular in the pressure mountain maximum at the location of the narrowest lubrication gap. To determine the plain bearing components, further transducers can be mounted on or outside of the plain bearing. The existing in the lubricating gap lubricating film pressure is constantly measured with the pressure transducer and compared with other predetermined, defined, adequate operating variables. If the tolerance limit is exceeded, optical or acoustic signaling can then take place. As a measuring point, both the pressure mountain, which reaches its maximum value in the vicinity of the narrowest lubrication gap, as well as any other point of the bearing circumference can be selected. From the comparison with predetermined defined, comparable operating variables, a direct statement about the temporal load and the operating state of the bearing is possible because all disturbances have a change in the pressure distribution in the lubrication gap result.

embodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawings show:

Fig. 1: eine schematische Darstellung des Gleitlagers und des sich aufbauenden Druckberges Fig. 2: die schematische Darstellung der erfindungsgemäßen AnordnungFig. 1: a schematic representation of the sliding bearing and the building pressure mountain Fig. 2: the schematic representation of the arrangement according to the invention

Die Tragfähigkeit eines Gleitlagers 1 wird durch den sich zwischen Welle 2 und Gleitlager 1 bildenden Druckberg 3 bestimmt. Wird der Aufbau dieses Druckberges 3 gestört, beispielsweise durch verminderte Schmiermittelzufuhr, zu großes Lagerspiel, Fundamentverschiebungen, Überlastungen oder Risse im Lagermetall, so führt das zu einer Verschiebung des Arbeitspunktes der Welle 2 bis zum partiellen Tragen mit Festkörperberührung. Durch die ständige Messung des im Schmierspalt 4 vorhandenen Druckes und dem Vergleich mit vorgegebenen definierten, adäquaten Betriebsgrößen, wie beispielsweise Ausgangsdruckgröße, Temperatur oder Wellenbewegung im Lager kann jederzeit die Belastung und der Betriebszustand angezeigt werden. Die Druckmessung kann sowohl am Druckberg 3 in der Nähe des engsten Schmierspaltes 4 als auch an einer anderen beliebigen Stelle des Lagerumfangs erfolgen. Bei Notwendigkeit können auch mehrere Meßstellen angebracht werden, wie z. B. bei Zweikeil- oder Mehrkeillagern.The carrying capacity of a plain bearing 1 is determined by the pressure mountain 3 forming between shaft 2 and plain bearing 1. If the structure of this pressure mountain 3 disturbed, for example, by reduced lubricant supply, excessive bearing clearance, foundation displacements, overloads or cracks in the bearing metal, this leads to a shift of the operating point of the shaft 2 to partial carrying with solid contact. Due to the constant measurement of existing in the lubrication gap 4 pressure and the comparison with predetermined defined, adequate operating variables, such as output pressure variable, temperature or wave motion in the camp, the load and the operating state can be displayed at any time. The pressure measurement can be carried out both at the pressure mountain 3 in the vicinity of the narrowest lubrication gap 4 and at any other point of the bearing circumference. If necessary, several measuring points can be attached, such. B. in Zweikeil- or Mehrkeillagern.

Zur Druckmessung wird in einer Bohrung 6 des Gleitlagers 1 ein Druckaufnehmer 7 eingebracht, dessen Meßwert mit dem vergleichbaren Vorgabewert in einem Toleranzbereich ständig verglichen und registriert wird. Bei Überschreiten der Toleranzgrenze wird eine optische oder akustische Signalisation bzw. eine weitergehende Befehlsverarbeitung eingeleitet. Zur Messung des Schmierdruckes zwischen Welle 2 und Gleitlager 1 befindet sich die Druckmeßstelle 7, im Bereich des Druckberges 3, vorzugsweise an der Stelle des Druckberg maxi mums 8. Der Druckaufnehmer 7 ist durch eine Bohrung 6 mit dem Schmierspalt 4 verbunden.For pressure measurement, a pressure transducer 7 is introduced in a bore 6 of the sliding bearing 1, the measured value is constantly compared and registered with the comparable preset value in a tolerance range. When the tolerance limit is exceeded, an optical or acoustic signalization or a further command processing is initiated. For measuring the lubricating pressure between shaft 2 and plain bearing 1 is the pressure measuring 7, in the region of the pressure mountain 3, preferably at the point of Druckberg maxi mums 8. The pressure transducer 7 is connected through a bore 6 with the lubrication gap 4.

Des weiteren können mehrere Aufnehmer 5 zur Bestimmung der Lagerkomponenten, wie Wellenschwingung, Öltemperatur, Lagerbockschwingungen u.a., am oder außerhalb des Gleitlagers 1 angebracht werden. Diese Anordnung ist besonders für statisch belastete Radial- und Axialgleitlager geeignet.Furthermore, a plurality of transducers 5 for determining the bearing components, such as shaft vibration, oil temperature, bearing oscillations, etc., can be mounted on or outside of the sliding bearing 1. This arrangement is particularly suitable for statically loaded radial and axial plain bearings.

Claims

Invention claim:

Arrangement for early damage detection on plain bearings, in particular on statically loaded plain bearings, being arranged on or outside of the plain bearing vibration and temperature sensor, characterized in that for early damage detection one or more pressure measuring 7 are arranged in or outside the bearing shell of a sliding bearing 1, wherein the Pressure measuring 7 for measuring the lubricating film pressure between the shaft 2 and plain bearing 1 in the region of the pressure mountain 3, in particular in Druckbergmaximum 8 at the location of the narrowest lubrication gap 4 is located.