DE1815842A1

DE1815842A1 - Rotationsmaschine

Info

Publication number: DE1815842A1
Application number: DE19681815842
Authority: DE
Inventors: Armstrong George Jeffrey; Edwards Kenneth Joseph
Original assignee: D Napier and Son Ltd
Current assignee: Napier Turbochargers Ltd
Priority date: 1968-01-02
Filing date: 1968-12-19
Publication date: 1969-10-23
Also published as: CH481436A

Description

Rotationsmasohine Die Erfindung betrifft Rotationsmaschinen und im besonderen hochtourige Rotationsmaschinen mit einer in einem oder mehreren Kugel- oder Walzen- bzw. Rollenlager gelagerten Welle.
Für derartige Maschinen ist häufig eine Vorrichtung zur Anzeige eines eventuellen Störzustands erwünscht, mit deren Hilfe diq Maschine entweder von Hand otler automatisch abschaltbar ist, a41 einen größeren, ausgedehnten Schaden au verhindern. Bin Möglichkeit hierzu besteht darin, daß man Thermoelemente an der Außenseite der Außenlaufringe bzw.
-lagerschalen der Kugel- bzw, Walzenlager anbringt, wobei die Maschine abgOsohaltet wird, falls die von einem Thermal element registrierte Temperatur einen sicherheitsmäßig zulässigen Höchstwert übersteigt; eine andere Möglichkeit besteht darin das Ausmaß der Vibration in der Nähe der I«er su meisen, wobei die Maschine abgeschaltet wird, falls die Vibrationsamplitude einen sicherheitsmäßig zulässigen Höchstwert übersteigt.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine andersartige Überwachungsvorrichtung für eine derartige Rotationsmaschine mit einem Kugel- oder Walzenlager.
Gemäß der Erfindung weist das Uberwaehungssystem eine Vorrichtung zum Vergleich der Drehzahl der Drehwelle der Maschine mit der Drehzahl des Kugel- bzw. Walzenkorbs eines die Welle lagernden Kugel- oder Walzenlager auf. Das System ist so ausgebildet, daß jede nennenswerte Abweichung dieser Drehzahlbeziehung von einem vorgegebenen Wert entweder zur Betätigung einer Warnanzeige führt, derart, daß die Maschine von Hand abgeschaltet werden kann, oder einen automatischen Abschaltvorgang einleitet.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis und Feststellung, daß sieh jeder 8törzustand in einem Xugel- oder blalzen- bzw.
Rollenlager in dem Verhältnis der Drehzahl des Lagerkorbs gegenUber der Drehzahl der Drehwelle äußert. Falls beispielsweise die Kugeln zum Gleiten bzw. Rutschen tendieren, so kann die Drehzahl des Kugelkorbs kleiner als normal werden. Falls sich umgekehrt der Kugelkorbs an der Innenschale festfrißt, ao kann die Korbdrehzahl bis nahe an die Drehzahl der Welle ansteigen. Eine weitere Störmöglichkeit besteht darin, daX Schmutz in das Lager gelangt; in diese. Fall kann die Drehzahl des Korbs stich unregelmäßig ändern. Jeder dieser Störzustände kann zur vollständigen Unbrauchbarkeit des Lagers fuhren, und falls die Maschine nicht abgeschaltet wird, bevor dieser vollständige Ausfall eintritt, kann dies zu ausgedehnteren Schäden führen.
Das Überwachungsystem kann eine elektrische oder elektromagnetiache Vorrichtung zur Messung der Korbdrehzahl und zu ihrem Vergleich mit der Wellendrehzahl aufweisen. Beispielsweise kann ein Meßwerteandler vorgesehen sein, der ein Signal erzeugt, dessen frequenz nach Maßgabe der Korbdrehzahl veränderlich ist und das beispielsweise durch an dem Korb vorgesehene Bolzen beim Vorbei lauf an dem Meßwertwandler erzeugt werden kann; dieses Signal kann mit der Frequenz eines von einem zweiten Newertwandler gelieferten Signals verglichen werden, der beispielsweise in Ausrichtung auf eine Mutter am Ende der Drehwelle angeordnet sein kann, wobei die Frequenz dieses Signals von der Wellendrehzahl sowie von der Anzahl der Kantenflächen der Mutter abhängt. Alternativ kann jede beliebige andere Vorrichtung zur Erzeugung eines elektrischen Signals mit einer von der Drehzahl des Korbs bzw. der Welle abhängigen Frequenz verwendet werden.
Die elektrische Schaltung fur das Uberwachungssystem gemäß der Erfindung kann beispielsweise einen MeBwertwandler für den Korb und einen MeSwerawandler fUr die Welle aufweisen, wobei die Ausgangssignale dieser beiden Neßwertwandler Uber einen Verstärker und einen Impulsformer einer Vergleichsschattung zugeführt werden; die Vergleichsschaltung ist mit einem "Gedächtnis" hinsichtlich der zulässigen Maximal-und Minlmalwerte des Drehzahlverhältnisses zwischen Welle und Korb ausgestattet. Die Vergleichsschaltung erzeugt ein Warnsignal, sobald dieses Drehzahlverhältnis über den vorgegebenen zulässigen Maximalwert ansteigt oder unter den vorgegebenen zulässigen Minimalwert absinkt. Das Warnsignal kann entweder eine Sichtanzeige für eine Kontrollperson zur Handabschaltung der Maschine erzeugen, oder es kann automatisch die Abschaltung der Maschine auslösen.
Die Erfindung eignet sich beispielsweise zur Anwendung bei einem oder mehreren Lagern in einem Abgasturbolader, d.h.
einem Verbrennungskraftmaschinen-Kompressor, der von einer mit dem Abgas der Verbrennungskraftmaschine gespeisten Turbine angetrieben wird. Ein weiteres Beispiel fUr die Anwendbarkeit; der Erfindung ist ihre Anwendung bei einer Gasturbine.
Im folgenden wird ein Ausführungsbespiel der Ereindung anhand der Zeichnung erläutert; die Zeichnungsfigur sorgt einen Schnitt durch ein Doppelkugellager gemäß einer Austihrungsform der Erfindung.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind zwei Kugellager vorgesehen, deren jedes jeweils eine Innenschale bzw. einen Innenlaufring 10, eine Außenschale bzw. einen Außenlaufring 12 sowie einen Korb 14 mit einer Anzahl von Kugeln 16 au£-weist. Die Innensohalen 10 umgeben eine Lagerhülse 18, die zur Befestigung um eine (nicht dargestellte) Welle vorgesehen ist. Die Außenschalen bzw. Laufringe 12 sind in einem OehKuseaufbau 20 angeordnet.
In Ausrichtung auf jeden der Körbe ist jeweils ein Meßwertwandler 22 vorgesehen: diese Meßwertwandler liefern jeweils ein Signal, das durch an dem jeweiligen Korb vorgesehene Nietköpfe 24 beim Vorbeilauf an dem Rahmen des Meßwertwandlers erzeugt wird, derart, daß die Frequenz des so erzeugten Signals proportional der Drehzahl des Korbes ist. Wie weiter oben bereits erläutert, wird dieses Signal einer Vergleichsschaltung zugeführt, die gleichzeitig ein beispielsweise durch einen anderen (in der Zeichnung nicht gezeigten) Meßwertwandler erzeugtes Signal zugeführt erhält, dessen Frequenz proportional der Drehzahl der Welle ist.
- Patentanspruche -

Claims

Patentansprüche 1. Rotationsmaschine mit einer in einem Kugel- bzw. Walzen-oder Rollenlager gelagerten Welle, wobei das Lager minen Kugel- Walzen- oder Rollenkorb aufweist, g e k e n n -z e i Q h n e t durch ein Überwachungssystem, welches eine Vorrichtung zum Vergleich der Drehzahl der Maschinenwelle mit der Drehzahl des Korbs des Kugel- oder Walsenlagers sowi. eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Warnanzeige oder zur Auslösung automatischen Abschaltvorgangs für die Maschine erzeugt, sobald das Verhältnis der beiden genannten Drehzahlen nennenswert von einem vorgegebenen Wert abweicht.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n s e i o h n et, daß das Überwachungssystem einen in Ausrichtung auf den Lagerkorb (14) des Kugel- oder Rollen- bzw. Walzenlagers angeordneten Meßwandler (22) zur Erzeugung eines Signals mit einer der Drehzahl Korb Korbs (14) proportionalen Frequnez aufweist, wobei das Signal durch an dem Meßwandler (22) vorbeilaufende, an dem Korb (14) vorgesehene Wiete (24) o. dgl. erzeugt wird.

L e e r s e i t e