NO155827B - Framgangsmaate for overvaaking av smoerepunkter. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen gjelder en framgangsmåte av den kategorien som er angitt i innledningen til patentkrav 1, for overvåking av smøringen av berøringssteder mellom to deler av forskjellige, elektrisk ledende materialer, som beveger seg i forhold til hverandre, isolert i forhold til hverandre med en smørefilm» særlig mellom en roterende aksel og et glidelager.

Ved overvåkingen av lagerpunkter, særlig i større maskiner, så som veivaksellager på skipsdieselmotorer, er det viktig å kunne registrere avbrudd i smøringen før det starter en lagerskade, for å kunne innlede forholdsregler slik at det ikke skjer en ødeleggelse av lageret og veivakselen, med maskinavbrudd som følge.

Ved glidelager til aksler er det kjent å legge de to delene, som berører hverandre på smørestedet, i en elektrisk strømkrets som går gjennom smørestedet, og som er forsynt med en spenningskilde i den ytre forbindelsen, idet kretsmotstanden, som reduseres ved avbrudd i smørefilmen blir brukt som signalinngang.

Det dannes dermed en strøm som flyter i strøm-kretsen over smørestedet.

Ved denne kjente smørestedsovervåkingen har det vist seg å være en ulempe, at det tross en god smørefilm likevel oppstår løpende i og for seg uskadelige og kort-

varige, men metalliske og dermed lavohmige kontakter mellom akselen og lageret, slik at det kan oppstå feil- alarm. Disse uheldige, kortvarige, lavohmige kontaktene gjør seg særlig uheldig bemerket, når flere lagerpunkter

skal overvåkes samtidig, og de kortvarige metalliske kontaktene overlagrer hverandre statistisk. Dessuten kan smøreoljene, som inneholder kjemiske tilsetninger, selv ha en viss ledningsevne, som i tillegg gjør det vanskelig å skille mellom en direkte metallisk kontakt og ledningsevne som oppstår p.g.a. disse tilsetningene. Siden strømkretsen ved en roterende aksel må tilkobles over en slepekontakt, og overgangsmotstanden for denne slepekontakten kan variere i høy grad, blir målingen av denne grunn ytterligere vanskeliggjort.

For å overvåke smøresteder er det også kjent å fastslå lagertemperaturen med forskjellige termofølere, og ved utillatelig sterkt stigende temperatur å avgi alarmsignal. Da slike termofølere bare kan fastslå temperatur punktvis, og en dessuten av styrkegrunner ikke kan gå til-strekkelig nær opptil lageroverflata med disse følerne, oppstår tidsmessige forsinkelser, før varmestrømmen fra et skadested når termoføleren. Dette virker særlig uheldig, når et skadested, som i regelen utvikler seg bare lokalt, ligger langt unna termoføleren.

Hovedformålet med oppfinnelsen er å overvåke smøresteder slik at en varmeskapende smøreskade kan påvises forsinkelsesløst allerede ved dannelsen, samtidig som feilalarm blir sikkert unngått.

Dette kan oppnås ved å gjennomføre framgangsmåten i samsvar med trekkene i patentkrav 1,

Det signalbestemmende termoelementet på berør-ingspunktet blir, f.eks. ved et akselglidelager, dannet av akselen som består av stål, og glidesjiktet som er påført lagerhylsa og som vanligvis består av hvitmetall, idet overvåkingen ifølge oppfinnelsen er særlig sikker mot feilalarm, fordi den reagerer bare når strømkretsen på den ene sida blir lavohmig p.g.a. den metalliske berøringen mellom akselen og hvitmetallager p.g.a. smørefilmbrudd, og det dessuten p.g.a. den friksjonsvarmen som samtidig opp-stårpå berøringspunktet dannes ei termospenning. Fordi disse to effektene opptrer sammen, vil det flyte en termostrøm som utløser alarmsignalet bare i tilfelle driftsforstyrrelse.

P.g.a. de stoce krefter som vanligvis overføres på lageret, oppstår det ved smørefilmbrudd meget høye frikjonskrefter, som skaper et stort temperaturfall, fordi varmen fra berøringspunktet på det metalliske berør-ingsstedet, ikke kan flyte så hurtig bort til de til-støtende deler av lageret, som ny varme blir tilført. P.g.a. dette temperaturfallet blir den opptredende terrao-spenningsforskjell og dermed også signalstrømmen som flyter gjennom den lavohmige strømkretsen tilsvarende høy, slik at det blir avgitt et kraftig og entydig alarmsignal. Signalavgivelsen skjer også her uten forsinkelse, da det i samme øyeblikk som det skjer et smørefilmbrudd på et berøringspunkt, straks opptrer en høy temperatur som slagaktig skapet termospenningen i strømkretsen.

Ved oppfinnelsen blir det gått ut fra, at forskjellige metaller, som berører hverandre over ei stor flate, vanligvis ikke kan danne et praktisk utnyttbart termoelement, som skaper ei utnyttbar spenning, da det for dette formål må herske den temperatur som skaper termo-signalet over hele arealet av delene som ligger an mot hverandre. P.g.a. de forskjellige temperaturer på de forskjellige punkter i flateberøringen, som ikke kan unngås, ville nemlig de forskjellige termospenningene kortslutte hverandre internt. Oppfinneren har overraskende funnet at dette ikke skjer ved opplagringer, fordi det der også ved store berøringsflater av de to forskjellige materialene, f.eks. akselen og lageret, i første omgang skjer bare en lokal oppvarming ved smørefiImens avbrudd, idet smøre-filmen opprettholdes utenfor varmeflekken, som i første omgang er liten, slik at smørefilmens isolasjonsvirkning hindrer en elektrisk kortslutning av termospenningen som oppstår i heteområdet. Dermed blir

det mulig å registrere termospenningen i en ytre krets, for å gjennomføre smørestedsovervåking.

Ifølge framgangsmåten i samsvar med krav 2 blir spenningsfallet over den elektriske motstanden i den ytre forbindelsen i strømkretsen kontinuerlig målt og ved økning av spenningsfallet over en forutbestemt terskelverdi blir det utløst et alarm eller koblingssignal. Inntrer et avbrudd i smørefilmen, og stiger den oppståtte termospenning over den forutbestemte terskelverdien, blir det ved den alarmutløsning som da skjer sikret at forholdsregler kan treffes før det opptrer omfattende lager-skadec. Ved hjelp av alarmen kan samtidig gjennom koblingssignalet driften av den bevegelige delen på lagerstedet automatisk dempes eller kobles ut.

Dersom alarmgivningen ved overskridelse av terskelverdien, blir undertrykket så lenge med kortvarigt opptredende spenningstopper til en forutbestemt tidsmessig hyppighet med stigende tendens i amplityden foreligger, slik det er angitt i krav 3. så blir det oppnådd en ekstra sikkerhet mot feilalarm i tilfelle kortvarige og dermedUBkadelig metalliske berøringer mellom de to lagerdelene forårsaker termospenninger.

Dersom flere smøresteder som er plassert i en felles byggeenhet, f.eks. lagrene til veivakselen i en flersylindermotor eller også flere adskilte lagre, f.eks. i en motor og et gear, overvåkes samtidig i strømkretsen, blir framgangsmåten ifølge krav 4 foreslått. Her er strøm-kretsen for den felles påvisning av alle lager flere parallellkoblete grener som går over de enkelte smøre-steder,<p>g etter en alarmgivning blir lageret som utløser alarmen på enkel måte fastslått ved måling og sammenlikning av de enkelte lagertemperaturene.

Ved å gå fram som angitt i patentkrav 5 kan detekteringen skje med enkle midler og det flyter en nevneverdig høyere strøm i forhold til de øvrige lagrene bare i tråden til det lageret som utløser alarmen, og denne kan brukes direkte til å vise feilstedet.

Oppfinnelsen skal nedenfor beskrives nærmere med henvisning til tegningen, hvor

fig. 1 viser veivaksellagringen til en flersylindermotor i lengdesnitt med en strømkrets som er lukket over en ytre forbindelse,

fig. 2 viser et av lagrene i fig. 1 i forstørret målestokk, fig. 3 viser en skjematisk gjengivelse av veivakselen med lager, som hvert er forsynt med en kobbertråd for å påvise det defekte lageret,

fig. 4 viser et diagram som illustrerer termostrøramen målt over et lagersted.

Veivakselen 1 til en veivdrift for en ikke nærmere vist tier sylinder stempelmotor som er vist i fig.l og 2 er opplagret i lagre 2.2' og 2M med glidelagerskåler 3, 3' og 3". Por å oppnå gode glideegeneskaper er glidelagerskålene på den side som vender mot akselen 1 dekket med et hvitmetallsjikt 4. 4' og 4M. idet det mellom dette hvitmetallsjiktet 4 og akselen 1 finnes en smørefilm 5, som hindrer at lageret går varmt. Glidelagerskålene 3, 3<*>og 3" blir båret av lagerbukker 6, 6' og 6" som er ut-formet i ett med et felles hus 7.

For overvåking av smørestedene 5 er lagerstedene 3, 4 og akselen 1 plassert i en strømkrets 8 som går gjennom smørestedene 5. og som over en ytre forbindelse 9 er kortsluttet med en lavohmig motstand 10 innebygget i denne. Den ytre elektriske forbindelsen 9 er på ei side

koblet til det ledende huset 7, og på den andre står den over en slepekontakt 11 i ledende forbindelse med skål-akselen 1. Alle smørestedene 5 for lagrene 2, 2' og 2" kan overvåkes samtidig, siden strømkretsen 8 har flere parallellkoblete strømgrenser som går over smørestedene 5 og som blir dannet av de forskjellige lagerbukkene 6,6' og 6" med metalliske glidelagerskåler 3. 3' og 3" og hvitmetallsjikt 4. 4' og 4".

Dersom det i feiltilfelle skjer et smørefilmav-brudd på et av smørestedene 5, så blir strømkretsen p.g.a. den metalliske berøringen mellom akselen 1 og hvitmetall-8jiktet 4, som dannes i denne strømgrenen 6 lavohmig, og p.g.a. av den friksjonsvarmen som på denne måten dannes, oppstår samtidig en høy termospenning mellom stålakselen 1 og hvitmetallsjiktet 4 i lageret 2, idet denne termospenningen er hovedsakelig proporsjonal med frikjons-ytelsen. Denne termospenningen kan i tillegg forsterkes av termospenninger som opptrer på overgangsstedet 12 mellom hvitmetallsjiktet 4 og lagerskåla 3 som består av et annet metallmateriale, og på overgangsstedet 13 mellom lager-Bkåla 3 og det forskjellige materialet i lagerbukken 6, idet denne termospenningen er avhengig av varmestrømmen og mater ialparingen.

P.g.a. termospenningen som skapes flyter det en termostrøm I i strømkretsen 8 som er blitt lavohmig, og spenningen skaper et spenningsfall U over motstanden 10. Dette signalet blir tilført et anviserapparat 15 over en forsterker 14, hvilket avgir et alarmsignal når en terskelverdi overskrides, og eventuelt et koblingssignal for styring av motoren.

For å fastslå hvilket lager som har utløst alarmen, er det på lagrene 2,2' og 2" som er vist i fig. 3, anordnet kobbertråder hhv. 16,16' og 16". som er forbundet med spenningsmålere, hhv.17, 17' og 17". Disse kobbertrådene 16 er ved en ende forbundet med lagerskåla 3 som består av et annet materiale, og ved den andre til huset 7 som ligger i avstand fra smørestedet 5, og de danner dermed strømkretser med et termoelement. Det vil da flyte en betydelig høyere signalstrøm p.g.a. av temperaturforskjellen bare i kobbertråden til det alarmgivende lageret, idet denne strømmen umiddelbart anviser feilstedet.

Av det diagrammet som er vist i fig. 4 og som illustrerer termostrømmen som måles over strømkretsen til et lagersted, framgår det at ved tilfredsstillende smøre-film på lagerstedet bare flyter en forholdsvis lav strøm 22 i strømkretsen 8, idet denne strømmen 22 kan føres til-bake på forstyrrelsesspenninger. Opptrer det nå en kort-varig og derfor uskadelig metallisk berøring mellom hvit-metalls j iktet 4 og akselen 1, så blir den kortvarige strømspissen 23 som dermed utløses undertrykt også ved overskridelse av terskelverdien 24. Blir derimot smøre-filmen avbrudt, vil strømspissene komme tettere og termo-strømmen vil stige etter kurvedelen 25, slik at alaramen nå blir utløst ved overskridelse av terskelverdien 24.

Dersom en ytterligere varmeutvikling blir avbrutt av forholdsregler som settes i verk på lagerstedet så går termospenningen hhv. termostrømmen meget raskt ned, noe som gjør det lett mulig å overvåke starten av smøringen. Forsøk har vist at økt lagertemperatur i seg selv ikke forårsaker nevneverdig termospenning.

Claims (5)

1. Framgangsmåte for overvåking av smøringen på berøringsstedet mellom to innbyrdes bevegelige deler av forskjellige, elektrisk ledende materialer, som er isolert i forhold til hverandre av en smørefilm, særlig mellom en roterende aksel og et hjullager, idet begge delene er plassert i en elektrisk strømkrets med spenningskilde, som går over smørestedet, og hvor reduksjonen i strømkretsmotstanden ved avbrudd i smørefilmen blir brukt som signalkilde, karakterisert vedat den termospenningen som oppstår ved avbrudd av smørefilmen på berøringsstedet p.g.a. avgitt friksjonsvarme alene eller i forbindelse med ytterligere termospenninger som oppstår på andre overgangssteder mellom forskjellige materialer i lageret, p.g.a. varmestrømmen, blir brukt som spenningskilde.

2. Framgangsmåte i samsvar med krav 1,karakterisert vedat spenningsfallet over en lavohmig elektrisk motstand i kretsen, hvis motstandsverdi er vesentlig lavere enn overgangsmotstanden over det intakte smørestedet, blir målt kontinuerlig og et alarm-og/eller koblingssignal blir utløst når en forutbestemt terskelverdi overstiges.

3. Framgangsmåte i samsvar med krav 2,karakterisert vedat alarmgivningen blir undertrykket så lenge ved overskridelse av terskelverdien med kortvarige spenningstoppene, inntil det foreligger en forutbestemt hyppighet i spenningstoppene med stigende tendens for amplityden.

4. Framgangsmåte i samsvar med et av kravene 1-3, for samtidig overvåking av flere smøresteder i en felles enhet eller adskilt anordnet,karakterisertved at strømkretsen har flere parallellkoblete grener som går over de enkelte smørestedene, og at lageret som utløBer alarmsignalet blir fastslått ved måling og sammenlikning av de enkelte lagertemperaturene.

5. Framgangsmåte i samsvar med krav 4,karakterisert vedat en for å sammenlikne lagertemperaturen for hvert lager måler spenningsfallet over en elektrisk motstand i en termoelement-strømkrets som er ført over bare en av de tb innbyrdes bevegelige delene og som dannes av en tråd av et materiale som er forskjellig fra materialet i lagerdelene.