RU189957U1

RU189957U1 - Balancing stand

Info

Publication number: RU189957U1
Application number: RU2018139835U
Authority: RU
Inventors: Роман Сергеевич Волхин; Александр Семёнович Песин; Александр Владимирович Крупин; Дмитрий Александрович Бурдман; Сергей Валерьевич Мурзабаев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Сургут"
Priority date: 2018-11-13
Filing date: 2018-11-13
Publication date: 2019-06-13

Abstract

Полезная модель относится к балансировочным средствам диагностики и может быть использована для вибрационных испытаний роторных систем. Устройство состоит из закрепленных на горизонтальной пространственной раме с пружинными демпфирующими опорами, выполненными регулируемыми, двух подшипниковых опор вала, в каждую из которых монтируется подшипник качения, при этом на валу ротора устройства установлены три диска, выполняющие роль плоскостей коррекции, и электродвигатель, выполняющий функцию приводной установки, при этом передача крутящего момента с вала электродвигателя на вал ротора осуществляется с помощью упругой втулочно-пальцевой муфты. Поверхности опор ротора стенда являются плоскостями для установки датчиков контроля вибрации. Ротор стенда закрыт защитным кожухом с отверстиями для вывода каналов измерений от датчиков вибрации, при этом балансировочный стенд снабжен концевым выключателем и частотным регулятором. Технический результат заключается в повышении качества проведения балансировочных работ на эксплуатируемом роторном оборудовании. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.The invention relates to balancing diagnostic tools and can be used for vibration testing of rotary systems. The device consists of two bearing bearings of the shaft fixed on a horizontal spatial frame with spring damping supports made of adjustable shaft bearings, each of which have a rolling bearing, with three disks on the device’s rotor shaft and an electric motor that performs the drive function installation, while the transmission of torque from the motor shaft to the rotor shaft by using an elastic sleeve-finger coupling. The surfaces of the supports of the rotor stand are planes for installation of vibration control sensors. The rotor of the stand is closed by a protective casing with openings for outputting measurement channels from vibration sensors, while the balancing stand is equipped with a limit switch and a frequency regulator. The technical result is to improve the quality of the balancing works on the operated rotary equipment. 3 hp f-ly, 3 ill.

Description

Полезная модель относится к балансировочным средствам диагностики, а именно к стендам вибрационных испытаний роторных систем. Стенд предназначен для моделирования различного рода дефектов роторного оборудования.The invention relates to balancing diagnostic tools, namely, to the stands of vibration testing of rotary systems. The stand is designed to simulate various kinds of defects in rotary equipment.

Роторное оборудование разных типов имеет в своем составе вращающиеся механизмы, которые должны быть сбалансированы для обеспечения бесперебойной работы и длительного срока службы.Rotary equipment of different types incorporates rotating mechanisms that must be balanced to ensure smooth operation and long service life.

Балансировочный стенд предназначен для: имитации различного рода дефектов линии валопровода (расцентровка осей); имитации нарушения жесткости опорной системы агрегата; имитации дефектов подшипника качения и его монтажа в опоре, а также различного вида пространственного расположения плоскостей коррекции относительно подшипниковых опор при проведении процесса балансировки роторов; проверки работоспособности переносного вибродиагностического оборудования; для проведения практических занятий специалистов по неразрушающему контролю, повышения квалификации специалистов в области вибродиагностики, аттестации специалистов по вибрационному методу контроля, проверки работоспособности переносных виброанализаторов; апробирования новейших методик многорежимной балансировки роторного оборудования.Balancing stand is designed for: imitation of various types of shafting line defects (misalignment of axes); imitation of violation of rigidity of the support system of the unit; imitation of rolling bearing defects and its mounting in a support, as well as various types of spatial arrangement of correction planes relative to bearing supports during the process of balancing rotors; performance checks of portable vibrodiagnostic equipment; for practical training of specialists in non-destructive testing, advanced training of specialists in the field of vibration diagnostics, certification of specialists in the vibration method of control, and performance testing of portable vibration analyzers; testing of the latest multi-mode balancing techniques for rotary equipment.

Известен стенд для вибрационной диагностики роторных систем, состоящий из возбудителя механических колебаний и приемника колебаний, установленных на общее основание. Причем, приемник колебаний выполнен в виде вала с двумя дисками (см. патент RU 2340882, G01M 13/00, опубл. 10.12.2008). Стенд предназначен для стендовых испытаний роторных систем, в условиях, наиболее приближенных к условиям, возникающим при работе различных роторных систем имеющих разные дефекты. Недостатком этого устройства является то, что он не позволяет проводить трехплоскостную балансировку ротора с переходом на эквивалентную плоскость прямо в процессе балансировки.Known stand for vibration diagnostics of rotor systems, consisting of a causative agent of mechanical oscillations and a receiver of oscillations installed on a common base. Moreover, the oscillation receiver is made in the form of a shaft with two disks (see patent RU 2340882, G01M 13/00, publ. 10.12.2008). The stand is intended for bench tests of rotor systems, in conditions that are closest to the conditions arising from the operation of various rotor systems having different defects. A disadvantage of this device is that it does not allow three-plane balancing of the rotor with the transition to an equivalent plane directly during the balancing process.

Известен стенд для проведения балансировки и вибродиагностики фирмы «Pruflechnik», содержащий кулачковые полумуфты с установленными между кулачками демпфирующими прокладками (см. Каталог «Датчики, кабели и принадлежности к ним» фирмы «Pruftechnik», издание 11-2014, с. 187). Данный конструктив не очень чувствителен к расцентровкам, что не позволяет моделировать данный дефект достаточно достоверно, кроме того, пружины опорной системы выполнены нерегулируемыми, что не позволяет изменять их жесткость и проводить испытания с изменением собственной частоты системы.A stand for balancing and vibrodiagnostics of Pruflechnik, containing cam coupling halves with damping pads installed between the cams, is known (see the Catalog “Sensors, Cables and Accessories to them” of Pruftechnik, edition 11-2014, p. 187). This construct is not very sensitive to misalignments, which does not allow to simulate this defect quite reliably, moreover, the springs of the support system are made unregulated, which does not allow to change their rigidity and carry out tests with changing the natural frequency of the system.

Техническим результатом, на достижение которого направленна заявленная полезная модель является повышение качества проведения балансировочных работ на эксплуатируемом роторном оборудовании, за счет улучшенной конструкции балансировочного стенда.The technical result, the achievement of which is directed to the claimed utility model is to improve the quality of the balancing works on the operated rotary equipment, due to the improved design of the balancing stand.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в конструкции изделия на валу ротора стенда установлены три диска, что позволяет проводить двух - и трехплоскостную балансировку ротора с переходом на эквивалентную плоскость прямо в процессе балансировки, а передача крутящего момента осуществляется с помощью упругой втулочно-пальцевой муфты, что позволяет с легкостью имитировать различного рода дефекты, кроме того, пружины опорной системы выполнены регулируемыми, что позволяет менять собственную частоту стенда для имитации возникновения резонансных колебаний стенда.This technical result is achieved due to the fact that the design of the product on the shaft of the rotor of the stand has three disks, which allows for two - and three-plane balancing of the rotor with the transition to an equivalent plane directly during the balancing process, and the transmission of torque by using elastic stub-pin couplings that allows you to easily simulate various kinds of defects, in addition, the springs of the support system are adjustable, which allows you to change the natural frequency of the stand for imitations and the occurrence of resonant oscillations of the stand.

Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, где на фиг. 1 изображена схема устройства стенда, который состоит из пространственной рамы прямоугольного сечения 1 с пружинными демпфирующими опорами 2, на которой закреплены две подшипниковые опоры вала 3 и 4, выполненные идентичными. Каждая опора представляет собой единую деталь, образованную металлическим корпусом в который монтируется подшипник качения 5 и фиксируется в посадочных местах по наружному кольцу подшипника фланцевыми крышками 6, 7, 8 и 9. На валу ротора стенда установлены 3 диска 10, 11 и 12, выполняющие роль плоскостей коррекции. Диски выполнены быстросъемными, состоящими из двух симметричных сегментов, фиг. 2.The essence of the utility model is illustrated with graphic materials, where in FIG. 1 shows a diagram of the stand device, which consists of a spatial frame of rectangular section 1 with spring damping supports 2, on which two bearing supports of shaft 3 and 4, made identical, are fixed. Each support is a single piece formed by a metal case in which the rolling bearing 5 is mounted and fixed in the seats on the bearing outer ring with flange covers 6, 7, 8 and 9. On the rotor shaft of the stand there are 3 disks 10, 11 and 12 that perform the role correction planes. The disks are made quick-detachable, consisting of two symmetrical segments, FIG. 2

На подрамнике установлен электродвигатель 13, выполняющий функцию приводной электроустановки. Передача крутящего момента с вала электродвигателя на вал ротора с установленными балансировочными поверхностями осуществляется с помощью упругой втулочно-пальцевой муфты 14.An electric motor 13 is installed on the subframe, which performs the function of a driving electrical installation. The transmission of torque from the motor shaft to the rotor shaft with the installed balancing surfaces is carried out using an elastic bushing-finger coupling 14.

Поверхности опор ротора станка являются плоскостями для установки датчиков контроля вибрации в выбранном направлении. Ротор стенда закрыт выполненным из оргстекла защитным кожухом 15 с отверстиями для вывода каналов измерений от датчиков вибрации. Для обеспечения безопасности работ кожух оснащен концевым выключателем 16. Для изменения режима работы, скорости вращения вала двигателя установлен частотный регулятор 17.The surfaces of the supports of the rotor of the machine are the planes for the installation of vibration control sensors in a selected direction. The rotor of the stand is closed made of Plexiglas protective cover 15 with holes for the output of measurement channels from vibration sensors. To ensure the safety of work, the casing is equipped with a limit switch 16. To change the operating mode, the speed of rotation of the motor shaft, the frequency regulator 17 is installed.

Балансировочный стенд с горизонтальной осью вращения работает следующим образом.Balancing stand with a horizontal axis of rotation works as follows.

После установки дисков в необходимое положение, размещение датчиков вибрации и датчика отсчета фазы производится 0-ой пуск, при котором производится снятие начальных характеристик амплитуды и фазы параметров вибрации на основании которых выносится заключение о необходимости проведения балансировочных работ. В случае если такие работы необходимы, то производится балансировка ротора по двум плоскостям при помощи последовательной установки пробного груза сначала на одну, а затем и другие плоскости коррекции. На основании проведенных измерений производится расчет массы корректирующего груза и его установка на плоскости коррекции в нужный угол. После чего происходит пуск электродвигателя и определение остаточного дисбаланса.After installing the disks in the required position, the placement of the vibration sensors and the phase reference sensor is made by the 0th start, at which the initial characteristics of the amplitude and phase of the vibration parameters are taken on the basis of which a conclusion is made about the need for balancing works. If such work is necessary, then the rotor is balanced on two planes by sequential installation of a test load, first on one and then other correction planes. Based on the measurements, the mass of the correction weight is calculated and installed on the correction plane at the desired angle. After that, the motor starts and the residual imbalance is determined.

При имитации нарушения центровки валов под опоры подшипников 3 и 4 устанавливаются металлические подкладки различной толщины, этим достигается изменение пространственного положения осей валов. Примененное техническое решение позволило в полной мере имитировать дефект расцентровки с очень высокой степенью достоверности. Применение трехдисковой схемы позволяет осваивать двух- и трехплоскостную балансировку ротора с переходом при необходимости на эквивалентную плоскость прямо в процессе балансировки.When imitating a violation of shaft alignment under the bearings of bearings 3 and 4, metal linings of various thickness are installed, thereby achieving a change in the spatial position of the axes of the shafts. The applied technical solution allowed to fully simulate the misalignment defect with a very high degree of reliability. The use of a three-disk scheme allows you to master the two-and three-plane balancing of the rotor with the transition, if necessary, to an equivalent plane directly in the balancing process.

Регулирование жесткости крепления балансировочного стенда и тем самым изменение собственной частоты стенда представляет собой цилиндрическую пружину 2, жесткость которой регулируется винтом путем отпускания или затяжки.Adjusting the rigidity of the mounting of the balancing stand and thereby changing the natural frequency of the stand is a cylindrical spring 2, the rigidity of which is adjusted by a screw by releasing or tightening.

Для имитации таких дефектов как: расцентровка осей, нежесткость опоры (резкая реакция на данный вид дефекта), определение собственной частоты резонанса и ее изменение с уменьшением жесткости опорной системы, имитации дефектов подшипников качения (путем создания напряжения в точке излома) применены втулочно-пальцевой муфты, фиг. 3, позволяющие имитировать данного рода дефекты. При этом данный вид полумуфт позволяет проводить качественную балансировку роторов в собственных подшипниках. В комплект муфты входит ведущая полумуфта 18, которая соединяется с ведомой полумуфтой 19 с помощью вставляемых в отверстия полумуфт упругой втулки 20 и металлического пальца 21.To imitate such defects as: axle misalignment, bearing stiffness (sharp reaction to this type of defect), determining the intrinsic resonance frequency and changing it with decreasing rigidity of the support system, imitating rolling bearing defects (by creating tension at the break point) , figs. 3, allowing to imitate this kind of defects. In this case, this type of coupling allows for high-quality balancing of rotors in their own bearings. The coupling kit includes a leading coupling half 18, which is connected to the driven coupling half 19 by means of an elastic sleeve 20 and a metal pin 21 inserted into the holes of the coupling half.

Claims

1. Balancing stand for simulating various types of rotor equipment defects, containing two bearing supports of a shaft mounted on a horizontal spatial frame with spring damping supports, each of which has a rolling bearing, and three disks are installed on the device’s rotor shaft, and an electric motor that performs the function of the drive unit, while the transmission of torque from the motor shaft to the rotor shaft is carried out by means of an elastic sleeve-finger coupling, the surfaces of the rotor supports of the stand are planes for installing vibration control sensors, the rotor of the stand is covered with a protective casing with openings for taking measurement channels from vibration sensors, while the balancing stand is equipped with a limit switch and a frequency regulator.

2. Balancing stand according to claim 1, characterized in that three disks are installed on the stand rotor shaft, which allows two-and three-plane balancing of the rotor with a transition to an equivalent plane directly during the balancing process.

3. Balancing stand under item 1, characterized in that the transmission of torque is carried out using an elastic sleeve-finger coupling, which makes it easy to simulate various kinds of defects.

4. Balancing stand under item 1, characterized in that the springs of the supporting system are adjustable, which allows you to change the natural frequency of the stand to simulate the occurrence of resonant oscillations of the stand.