RU2253176C1 - Method for inspecting end-winding retaining rings for interference fit on electrical machine rotor barrel - Google Patents
Method for inspecting end-winding retaining rings for interference fit on electrical machine rotor barrel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2253176C1 RU2253176C1 RU2003128406/11A RU2003128406A RU2253176C1 RU 2253176 C1 RU2253176 C1 RU 2253176C1 RU 2003128406/11 A RU2003128406/11 A RU 2003128406/11A RU 2003128406 A RU2003128406 A RU 2003128406A RU 2253176 C1 RU2253176 C1 RU 2253176C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- vibration
- electric machine
- vibration displacement
- load
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии электромашиностроения, в частности к контролю величин натяга горячей посадки бандажных колец роторов крупных электрических машин, например турбогенераторов.The invention relates to the technology of electrical engineering, in particular to control the values of the interference fit of the hot fit of the retaining rings of the rotors of large electrical machines, such as turbogenerators.
Известен способ диагностики состояния посадочного натяга, описанный в [1]. Диагностика по этому способу требует полной разборки бандажного узла, измерения диаметров сопрягаемых деталей и сравнения полученных результатов с заводскими размерами. Способ весьма трудоемкий и не всегда осуществим по условиям эксплуатации электрической машины и экономическим возможностям.A known method for diagnosing the state of the interference fit described in [1]. Diagnostics by this method requires a complete disassembly of the retaining assembly, measuring the diameters of the mating parts and comparing the results with factory sizes. The method is very time-consuming and not always feasible according to the operating conditions of the electric machine and economic opportunities.
Наиболее близким аналогом-прототипом является способ диагностики, отраженный в [2], который позволяет обеспечить возможность диагностики состояния посадочных натягов в бандажном узле ротора электрической машины без его разборки. Способ включает оценку изменения натягов в местах посадки бандажного кольца на бочку ротора и на центрирующее кольцо. При этом изменение натягов определяется путем сравнительных измерений диаметра бандажного кольца в местах его посадки до пуска электрической машины в эксплуатацию и после ее останова. Этим способом невозможно оценить достаточность нормативной, например, установленной заводом-изготовителем величины посадочного натяга бандажного кольца на бочку ротора.The closest analogue to the prototype is the diagnostic method, reflected in [2], which allows you to provide the ability to diagnose the condition of the interference fit in the retaining unit of the rotor of an electric machine without disassembling it. The method includes evaluating the change in interference in the seats of the retaining ring on the rotor barrel and on the centering ring. The change in interference is determined by comparative measurements of the diameter of the retaining ring in the places of its landing before putting the electric machine into operation and after it stops. In this way, it is impossible to assess the adequacy of the normative, for example, the magnitude of the fit of the retaining ring of the retaining ring on the rotor barrel, established by the manufacturer.
Однако указанный способ диагностики не всегда способен уловить ослабление посадочного натяга в процессе эксплуатации электрической машины, в том числе и при ее пуске и изменении теплового состояния, если этот натяг восстанавливается после останова и не создает достаточного эксцентриситета бандажного узла относительно продольной оси ротора.However, this diagnostic method is not always able to detect a weakening of the interference fit during operation of the electric machine, including when it is started and the thermal state changes, if this interference is restored after stopping and does not create a sufficient eccentricity of the retainer assembly relative to the longitudinal axis of the rotor.
Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение, является диагностика состояния посадочного натяга в бандажном узле без его разборки, включая фиксацию недопустимого изменения посадочного натяга бандажного кольца в процессе эксплуатации электрической машины при номинальном числе оборотов ротора и различных условиях нагрузки электрической машины.The technical result to which this invention is directed is to diagnose the state of the interference fit in the retainer assembly without disassembling it, including fixing an unacceptable change in the interference fit of the retaining ring during operation of the electric machine at a nominal rotor speed and various load conditions of the electric machine.
На фиг.1 схематически изображен ротор электрической машины с концевыми частями 1, опирающимися на подшипники 2, и центральной частью-бочкой 3 с пазами 4 под обмотку 5, удерживаемую в пазах клиньями 6, а в лобовые частях бандажными кольцами 7.Figure 1 schematically shows the rotor of an electric machine with end parts 1, supported by
На фиг.2 изображено поперечное сечение ротора в месте посадки бандажного кольца на бочку с пазами 4 под обмотку 5 и малыми зубцами 8 между ними, вентиляционными пазами 9 в больших зубцах 10, образующих совместно в данном случае двухполюсную электрическую машину с неявно выраженными полюсами. На фиг.2 и 3 изображено поперечное сечение АА бандажного узла соответственно в положении ротора, когда ось его полюсов расположена вертикально и горизонтально, а на фиг.3 показано также смещение центра тяжести бандажного узла на величину ν. Пазы в бочке ротора с обмоткой обозначены порядковыми цифрами по направлению движения часовой стрелки, а стрелками указаны направления действия центробежных сил массы обмотки на бандажное кольцо, возникающих при вращении ротора.Figure 2 shows the cross section of the rotor at the place of landing of the retaining ring on the barrel with grooves 4 under the winding 5 and
На фиг.4 схематически изображен ротор электрической машины с бандажным узлом в двухпосадочном исполнении, когда бандажное кольцо 7 помимо посадки на торцевую часть бочки ротора имеет также жесткое соединение с концевой частью ротора 1 через центрирующее кольцо 11, посаженное на эту концевую часть.Figure 4 schematically shows the rotor of an electric machine with a retaining unit in a two-seat design, when the
Известно, что наиболее нагруженным в механическом отношении узлом в такой электрической машине, как турбогенератор, является бандажный узел, удерживающий лобовые части обмотки, закрепленные на вращающейся бочке ротора в радиальном направлении от действия центробежных сил за счет бандажного кольца, соединенного с бочкой ротора горячей посадкой с натягом. Применение горячей посадки обусловлено необходимостью плотного соединения деталей бандажного узла, прежде всего, на рабочей частоте вращения. Нарушение плотности соединения деталей бандажного узла при вращении ротора может привести к повреждению мест соединения в узле, а также к смещению обмоток и, как следствие, к изменению вибрационного состояния машины.It is known that the most mechanically loaded unit in such an electric machine as a turbogenerator is a retaining unit that holds the frontal parts of the winding mounted on the rotating barrel of the rotor in the radial direction from the action of centrifugal forces due to the retaining ring connected to the rotor barrel by hot landing with tight fit. The use of a hot landing is due to the need for a tight connection of the parts of the retaining assembly, primarily at the operating speed. Violation of the connection density of the parts of the retaining assembly during rotation of the rotor can lead to damage to the joints at the assembly, as well as to displacement of the windings and, as a result, to a change in the vibrational state of the machine.
Последнее наиболее существенно для бандажных узлов консольного исполнения, когда тыльная часть бандажного кольца жестко не центрируется (центрирующим кольцом) относительно концевой части бочки ротора.The latter is most essential for cantilever brace assemblies, when the back of the brace ring is not rigidly centered (with a centering ring) relative to the end of the rotor barrel.
В консольной конструкции бандажного узла горячая посадка бандажного кольца предназначена для закрепления лобовой части обмотки в радиальном и осевом направлениях, которое может быть успешно реализовано только при посадке бандажного кольца на торцевую часть бочки ротора с гарантированным натягом, создающим монолитное соединение, не позволяющим превратить эту посадку в скользящую при любом, в том числе и анормальном режиме работы турбогенератора.In the cantilever design of the retaining assembly, the hot retaining of the retaining ring is intended to secure the frontal part of the winding in the radial and axial directions, which can only be successfully implemented by fitting the retaining ring onto the end of the rotor barrel with a guaranteed interference fit, creating a monolithic connection that does not allow turning this fit into sliding under any, including abnormal, mode of operation of the turbogenerator.
Известно, что бандажное кольцо, посаженное на бочку ротора с натягом, создает на обжимающей посадочной поверхности усилие, которые зависят от частоты вращения ротора и соотношения температур бочки ротора и бандажного кольца. В результате этого обжатия на посадочной поверхности бандажного кольца возникают силы трения, определяющие удерживающий момент, препятствующий его перекосу. Поскольку сопрягаемые детали имеют правильную цилиндрическую форму, удельное давление бандажного кольца на посадочную поверхность бочки ротора одинаково по всей окружности посадки, а следовательно, и удерживающий момент одинаков для любого направления действия перекашиваюшего момента. При вращении ротора положение изменяется. Несимметричная относительно оси полюсов и нейтральной оси ротора конфигурация лобовых частей обмотки при вращении ротора вызывает несимметричную нагрузку на бандажное кольцо, особенно в зоне его посадки на бочку ротора. В этой зоне нагрузка изменяется по форме эллипса (фиг.2), малая ось которого направлена вдоль оси полюсов. Бандажное кольцо, деформируясь под действием появившихся в нем тангенциальных напряжений, также стремится принять форму эллипса. При этом в соответствии с характером нагрузки от лобовых частей обмотки ротора большая ось эллипса бандажного кольца будет совпадать с нейтральной осью ротора, перпендикулярной оси полюсов, в зоне которой натяг бандажного кольца на бочку ротора окажется минимальным, а при первоначальной недостаточности натяга в этой зоне может образоваться зазор между посадочными поверхностями бочки ротора и бандажного кольца.It is known that the retaining ring, fitted on the barrel of the rotor with interference, creates a force on the compressing landing surface, which depends on the rotational speed of the rotor and the temperature ratio of the rotor barrel and the retaining ring. As a result of this compression, friction forces arise on the seating surface of the retaining ring, which determine the holding moment that prevents its distortion. Since the mating parts have the correct cylindrical shape, the specific pressure of the retaining ring on the seating surface of the rotor barrel is the same over the entire circumference of the landing, and therefore the holding moment is the same for any direction of action of the skew moment. When the rotor rotates, the position changes. The configuration of the frontal parts of the winding, which is asymmetric with respect to the axis of the poles and the neutral axis of the rotor, during rotation of the rotor causes an asymmetric load on the retaining ring, especially in the area of its landing on the rotor barrel. In this zone, the load changes in the shape of an ellipse (figure 2), the small axis of which is directed along the axis of the poles. The bandage ring, deforming under the influence of tangential stresses appearing in it, also tends to take the form of an ellipse. In this case, in accordance with the nature of the load from the frontal parts of the rotor winding, the major axis of the ellipse of the retaining ring will coincide with the neutral axis of the rotor perpendicular to the axis of the poles, in the area of which the tightness of the retaining ring on the rotor barrel will be minimal, and in the event of initial insufficiency, the interference in this zone the gap between the seating surfaces of the rotor barrel and the retaining ring.
Для каждого ротора при определенном состояния уравновешенности бандажного узла и степени неравномерности распределения нагрузки от действия центробежных сил массы лобовых частей обмотки ротора на бандажное кольцо в месте его посадки на бочку ротора существует частота вращения, при которой посадочный натяг бандажного кольца на бочку ротора ослабляется настолько, что бандаж находится в состоянии неустойчивого равновесия. При дальнейшем увеличении оборотов величина перекашиваемого момента может превысить стабилизирующий момент от действия посадочного натяга и бандаж начнет перекашиваться относительно начального соосного положения на угол φ (фиг.1).For each rotor, with a certain state of balance of the retaining unit and the degree of uneven distribution of the load from the action of centrifugal forces of the mass of the frontal parts of the rotor winding on the retaining ring, there is a rotation frequency at the place of its landing on the rotor barrel, at which the seating tension of the retaining ring on the rotor barrel is so weakened that the bandage is in a state of unstable equilibrium. With a further increase in speed, the magnitude of the warped moment may exceed the stabilizing moment from the action of the landing interference and the bandage will begin to warp relative to the initial coaxial position by the angle φ (Fig. 1).
Если учесть, что нагрузка от действия центробежных сил массы лобовых частей обмотки ротора в месте посадки бандажного кольца на бочку ротора в момент неустойчивого равновесия распределяется по окружности (фиг.3) так, что уменьшает значение посадочного натяга до нуля (большая ось эллипса деформации бандажного кольца) в направлении нейтральной оси обмотки ротора, а в направлении оси полюсов ротора (малая ось эллипса деформации бандажного кольца) наоборот увеличивает величину посадочного натяга, то можно сделать вывод о том, что в момент появления неустойчивого равновесия бандажный узел под воздействием своей массы начнет колебательный процесс второго рода относительно продольной оси бочки ротора с двойной оборотной частотой, следствием которого явится возрастание вибросмещения вала ротора и подшипников также с двойной оборотной частотой.Given that the load from the action of centrifugal forces of the mass of the frontal parts of the rotor winding at the place of the retaining ring retaining ring on the rotor barrel at the time of unstable equilibrium is distributed around the circumference (Fig. 3) so that it reduces the value of the interference fit to zero (the major axis of the deformation of the retaining ring ) in the direction of the neutral axis of the rotor winding, and in the direction of the axis of the poles of the rotor (the small axis of the ellipse of deformation of the retaining ring), on the contrary, increases the value of the interference fit, we can conclude that at the time of Under the influence of its mass, the bandage unit will begin an oscillation process of the second kind relative to the longitudinal axis of the rotor barrel with a double working frequency, which will result in an increase in the vibration displacement of the rotor shaft and bearings also with a double working frequency.
Несколько иной характер воздействия на колебательный процесс ротора электрической машины имеет ослабление посадочного натяга бандажного кольца на бочку ротора в двухпосадочной конструкции бандажного узла (фиг.4). В двухпосадочном исполнении бандажного узла бандажное кольцо плотно посажено с одной стороны на бочку ротора, а через центрирующее кольцо 11 на концевую часть вала ротора. Весь физический процесс деформации бандажного кольца в месте его посадки на бочку ротора и взаимодействия перекашивающего и удерживающего моментов аналогичен описанному для бандажного узла консольного исполнения. При плотной посадке бандажного кольца на бочку ротора все его составные части, включая бандажный узел, под воздействием массы ротора участвуют в колебательном процессе, как единое целое. При этом жесткость ротора за счет укрепления концевых частей вала монолитным бандажным узлом увеличивается, а прогиб вала соответственно уменьшается. При ослаблении посадочного натяга бандажного кольца на бочку ротора происходит снижение жесткости ротора за счет уменьшения момента инерции фактического поперечного сечения концевой части вала с бандажным узлом, которые перестают препятствовать увеличению прогиба ротора. Ослабление посадочного натяга бандажного кольца на бочку ротора происходит главным образом в области расположения малых зубцов, т.е. в области, перпендикулярной оси большого зуба. Поэтому упомянутое изменение момента инерции ротора и соответствующее максимальное увеличение прогиба вала ротора на угол φ (фиг.4) будет происходить в направлении, перпендикулярном оси большого зуба, в момент, когда в процессе вращения ротора эта ось занимает вертикальное положение. Поскольку посадочный натяг бандажного кольца на бочку ротора в зоне большого зуба уменьшается менее интенсивно, чем в зоне, перпендикулярной оси большого зуба, то это вызовет увеличение вибросмещения, виброскорости подшипников в колебательном процессе второго рода с двойной оборотной частотой. Причем это увеличение параметров вибросмещения и виброскорости, как правило, совпадает по направлению с вибросмещением и виброскоростью вала ротора и подшипников, являющихся следствием неравножесткости ротора из-за несимметричного расположения пазов под обмотку и в большом зубе.A slightly different nature of the impact on the oscillatory process of the rotor of an electric machine has a weakening of the seating interference of the retaining ring on the rotor barrel in the two-landing design of the retaining assembly (Fig. 4). In a two-seat design of the retaining assembly, the retaining ring is tightly fitted on one side of the rotor barrel, and through the
Упомянутые выше проявления ослабления посадки бандажного кольца на бочку ротора можно обнаружить методом вибродиагностики, для чего необходимо отделить признаки, присущие ослаблению посадочного натяга, от параметров вибродиагностики, характерных для других дефектов ротора. Так как колебания роторов второго рода с двойной оборотной частотой вращения от воздействия сил притяжения массы ротора к земле вызываются главным образом асимметрией поперечного сечения бочки ротора, которая не зависит от изменения нагрузки электрической машины и ее теплового состояния, то основные диагностические признаки проявления ослабления посадочного натяга бандажного кольца на бочку ротора могут быть основаны на выявлении зависимости вибросмещения, виброскорости и фазы вибрации вала и подшипников с двойной оборотной частотой вращения от нагрузки и теплового состояния составных частей ротора и, в первую очередь, от теплового состояния бандажного узла. Кроме того, следует иметь в виду, что ослабление посадочного натяга бандажного кольца на бочку ротора происходит, при прочих равных условиях, тем медленнее и на более поздней стадии тогда, когда имеет место меньшая разница нагрева бандажного кольца в месте посадки по отношению к усредненному нагреву бочки ротора в этом месте.The aforementioned manifestations of the weakening of the fit of the retaining ring on the rotor barrel can be detected by the method of vibration diagnostics, for which it is necessary to separate the signs inherent in the weakening of the interference fit from the vibration diagnostics parameters characteristic of other rotor defects. Since the oscillations of the rotors of the second kind with a double rotational speed from the action of the forces of attraction of the mass of the rotor to the ground are caused mainly by the asymmetry of the cross section of the rotor barrel, which does not depend on the change in the load of the electric machine and its thermal state, the main diagnostic signs of the manifestation of the weakening of the seating tension of the bandage rings on the rotor barrel can be based on revealing the dependence of vibration displacement, vibration velocity and phase of vibration of the shaft and bearings with double reverse frequency rotation from the load and the thermal state of the components of the rotor and, first of all, from the thermal state of the retaining unit. In addition, it should be borne in mind that the weakening of the seating tension of the retaining ring on the rotor barrel occurs, ceteris paribus, the slower and at a later stage when there is a smaller difference in the heating of the retaining ring at the seat with respect to the average heating of the barrel rotor in this place.
Именно эти режимы работы электрической машины можно назвать "базовыми режимами", то есть режимами, при которых показатели вибросмещения, виброскорости и фазы вибросмещения становятся базовыми для сравнения с измерениями вибродиагностических показателей, характеризующими состояние посадочного натяга бандажного кольца на бочку ротора в менее благоприятных условиях эксплуатации при больших значениях разности нагрева бандажного кольца и металла бочки ротора.It is these modes of operation of the electric machine that can be called "basic modes", that is, modes in which the vibration displacement, vibration velocity and vibration displacement phases become basic for comparison with the measurements of vibration diagnostics, characterizing the state of the interference fit of the retaining ring on the rotor barrel under less favorable operating conditions at large values of the difference in heating of the retaining ring and the metal of the barrel of the rotor.
Таким образом, для раннего выявления недостаточности посадочного натяга бандажных колец на бочку ротора этот факт можно диагностировать при номинальной частоте вращения электрической машины по изменению величин вибросмещения или виброскорости и фазы вибросмещения вала ротора или подшипников, колеблющихся с двойной оборотной частотой в процессе изменения нагрева составных частей ротора, например, за счет увеличение или снижение нагрузки электрической машины по сравнению с теми же показателями, при работе электрической машины в режиме, при котором бандажные кольца имеют наименьшую температуру (базовый режим).Thus, for the early detection of insufficiency of the interference fit of the retaining rings on the rotor barrel, this fact can be diagnosed at the nominal frequency of rotation of the electric machine by changing the values of vibration displacement or vibration velocity and the phase of vibration displacement of the rotor shaft or bearings oscillating at double rotational frequency in the process of changing the heating of the rotor components , for example, due to an increase or decrease in the load of an electric machine compared to the same indicators, when the electric machine is in operation e, wherein the shroud rings have the lowest temperature (basic mode).
Ослабление посадочного натяга бандажного кольца на бочку ротора не обязательно происходит на обоих бандажных кольцах одновременно в связи с имеющимися допусками на обработку посадочных поверхностей бандажных колец при их изготовлении, различному износу, а также не всегда симметричным температурным режимом. Поэтому ослабление посадочного натяга каждого из бандажных колец, установленных на бочке ротора с двух сторон, можно диагностировать дифференцированно по интенсивности изменения вибросмещения, виброскорости и фазы вибросмещения в колебательном процессе вала ротора или подшипников с двойной оборотной частой соответствующих сторон по сравнению с базовым режимом.The weakening of the seating interference of the retaining ring on the rotor barrel does not necessarily occur on both retaining rings at the same time due to tolerances on the processing of the seating surfaces of the retaining rings during their manufacture, various wear, and also not always symmetrical temperature conditions. Therefore, the weakening of the seating interference of each of the retaining rings mounted on the rotor barrel from two sides can be diagnosed differentially by the intensity of changes in vibration displacement, vibration velocity and phase of vibration displacement in the oscillatory process of the rotor shaft or bearings with double reverse frequency of the respective sides compared to the basic mode.
Если в электрической машине в качестве охлаждающей среды используется газ, например водород, за базовый режим принимается режим работы электрической машины с изменением нагрузки электрической машины от режима холостого хода до максимально допускаемой при низком давлении газа, а ослабление посадочного натяга бандажных колец на бочку ротора можно диагностировать по увеличению вибросмещения, виброскорости и фазы вибросмещения колебаний вала ротора или подшипников с двойной оборотной частотой при работе электрической машины с максимальным, как правило, номинальным давлением газа и изменении нагрузки электрической машины от режима холостого хода до номинального.If gas, for example, hydrogen is used as a cooling medium in the electric machine, the basic mode is the operating mode of the electric machine with a change in the load of the electric machine from idle to the maximum allowed at low gas pressure, and the weakening of the fit of the retaining rings on the rotor barrel can be diagnosed to increase the vibration displacement, vibration velocity and phase of the vibration displacement of the oscillations of the rotor shaft or bearings with a double revolving frequency when operating an electric machine with a maximum as a rule, the nominal gas pressure and the change in the load of the electric machine from idle to nominal.
Если же в электрической машине для охлаждения каких-либо составных частей ротора (обмотки, бочки, пазовых клиньев) используется жидкость, за базовый режим при диагностике состояния посадочного натяга бандажного кольца на бочку ротора принимается работа электрической машины при номинальной частоте вращения без циркуляции либо с минимальной циркуляцией охлаждающей жидкости, а ослабление посадочного натяга бандажных колец на бочку ротора можно диагностировать по увеличению вибросмещения, виброскорости и фазы вибросмещения вала ротора или подшипников с двойной оборотной частотой при работе электрической машины с минимальной нагрузкой и нормальным функционированием жидкостной системы охлаждения составных частей ротораIf, however, liquid is used in the electric machine to cool any component parts of the rotor (winding, barrel, grooved wedges), the basic mode for diagnosing the fit of the retaining ring of the retaining ring on the rotor barrel is the operation of the electric machine at the rated speed without circulation or with a minimum circulation of the coolant, and the weakening of the seating fit of the retaining rings on the rotor barrel can be diagnosed by an increase in vibration displacement, vibration velocity and phase of vibration displacement of the rotor shaft or bearings with a double rotational frequency when operating an electric machine with a minimum load and normal functioning of a liquid cooling system of rotor components
Так как различная жесткость бочки ротора с неявно выраженными полюсами во взаимно перпендикулярных осях, вызывающая колебательный процесс ротора второго рода с двойной оборотной частой вращения, отличается от жесткости бандажного узла с отделившимся бандажным кольцом в направлении вдоль и поперек полюсов ротора, то очевидно, что каждому из этих колебательных процессов свойственна своя критическая частота вращения. Если учесть также то обстоятельство, что в процессе прохождения критических чисел оборотов фаза вибросмещения меняется на 180 градусов, то ослабление посадочного натяга бандажных колец на бочку ротора можно диагностировать также по изменению фазы вибросмещения или виброскорости вала ротора или подшипников, колеблющихся с двойной оборотной частотой в диагностируемом режиме работы электрической машины по сравнению с базовыми.Since the different stiffness of the rotor barrel with implicit poles in mutually perpendicular axes, which causes the oscillatory process of the second kind of rotor with double reverse frequent rotation, differs from the stiffness of the retaining unit with the separated retaining ring in the direction along and across the poles of the rotor, it is obvious that each of These oscillatory processes have their own critical speed of rotation. If we also take into account the fact that during the passage of critical speed numbers, the vibration displacement phase changes by 180 degrees, then the weakening of the seating tension of the retaining rings on the rotor barrel can also be diagnosed by changing the phase of the vibration displacement or vibration velocity of the rotor shaft or bearings oscillating with a double working frequency in the diagnosed operating mode of the electric machine compared to the base.
При этом для любого варианта способа диагностики состояния посадочного натяга бандажных колец на бочку ротора диагностирование выполняют при номинальной частоте вращения электрической машины по изменению величин вибросмещения, виброскорости и фазы вибросмещения вала ротора или подшипников, колеблющихся с двойной оборотной частотой, в процессе изменения нагрузки электрической машины, ее систем вентиляции и жидкостного охлаждения, что в конечном итоге приводит к изменению нагрева составных частей ротора по сравнению с теми же параметрами колебаний вала ротора или подшипников в базовых режимах, при которых бандажные кольца имеют наименьшую температуру, а бочка ротора в месте посадки наибольшую. Это обеспечивает максимальную монолитность бандажного узла в базовых режимах. Следует также иметь в виду, что большая интенсивность изменения величин вибросмещения и фазы вибросмещения подшипников не обязательно вызывается у подшипника, расположенного вблизи бандажного узла с ослабленным натягом. В некоторых случаях больший рост вибросмещения с двойной оборотной частотой может возникнуть у подшипника, расположенного на противоположной стороне от бандажного узла с ослабленным натягом, а при сопряжении электрической машины с другими агрегатами также на подшипниках этих агрегатов в том случае, если собственная частота колебаний этих подшипников будет близка к критической частоте колебаний ротора с бандажным узлом, в котором ослаблены посадочные натяги.Moreover, for any version of the method for diagnosing the state of the interference fit of the retaining rings on the rotor barrel, the diagnostics are performed at the nominal frequency of rotation of the electric machine by changing the values of vibration displacement, vibration velocity and phase of the vibration displacement of the rotor shaft or bearings oscillating with double revolution frequency, in the process of changing the load of the electric machine, its ventilation and liquid cooling systems, which ultimately leads to a change in the heating of the rotor components compared to the same parameters ramie or oscillation of the rotor shaft bearing in the basic mode, in which the banding ring has the lowest temperature in the barrel and rotor landing site greatest. This ensures the maximum solidity of the retaining unit in the basic modes. It should also be borne in mind that a large rate of change in the magnitude of the vibration displacement and the phase of the vibration displacement of the bearings is not necessarily caused by the bearing located near the retainer assembly with a weakened interference. In some cases, a greater increase in vibration displacement with a double working frequency may occur in a bearing located on the opposite side of the retaining assembly with a weakened interference, and when the electric machine is coupled with other units, also on the bearings of these units if the natural frequency of oscillation of these bearings is close to the critical oscillation frequency of the rotor with the retaining assembly, in which the interference fit is weakened.
Кроме того, в процессе диагностирования изменения посадочного натяга бандажного кольца на бочку ротора следует иметь также в виду, что при определенных условиях, например при эксплуатации турбогенераторов в анормальных режимах работы (асинхронный, несимметричная нагрузка и т.д.), возможен значительный нагрев зоны посадки бандажного кольца, при котором ослабление посадочного натяга будет настолько значительным, что произойдет снижение обжимающих усилий бандажного кольца по всей посадочной поверхности бочки ротора так и на столько, что появится односторонний перекашивающий момент значительно более высокий, чем удерживающий момент в плоскости оси полюсов, что будет сопровождаться ростом вибросмещения, виброскорости вала ротора и подшипников с оборотной частотой вращения в колебательном процессе первого рода, что может одновременно также привести к снижению величин вибросмещения вала ротора и подшипников с двойной оборотной частотой в колебательном процессе второго рода.In addition, in the process of diagnosing changes in the seating interference of the retaining ring on the rotor barrel, it should also be borne in mind that under certain conditions, for example, when operating turbine generators in abnormal operating modes (asynchronous, asymmetric load, etc.), a significant heating of the landing zone is possible of the retaining ring, in which the weakening of the seating interference will be so significant that there will be a reduction in the compressive forces of the retaining ring over the entire seating surface of the rotor barrel so much that a one-sided distortion moment appears that is much higher than the holding moment in the plane of the axis of the poles, which will be accompanied by an increase in vibration displacement, vibration velocity of the rotor shaft and bearings with a revolution speed in the first-order oscillation process, which can also also lead to a decrease in the vibration displacement of the rotor shaft and bearings with double working frequency in the oscillatory process of the second kind.
При диагностировании состояние посадочных натягов бандажного кольца на бочку ротора электрической машины по предлагаемому способу можно использовать как отдельные диагностические признаки проявления ослабления натяга, так и комплекс диагностических признаков, изложенных в четырех пунктах формулы изобретения, что повысит достоверность диагностики посадочного натяга и позволит оценить степень этого ослабления в различных режимах эксплуатации электрической машины, а отсутствие каких-либо признаков формулы изобретения при диагностировании посадочного натяга может лишь свидетельствовать о недостаточности проявления показателей вибродиагностики в базовом либо в диагностируемом режиме.When diagnosing the condition of the seating interference of the retaining ring on the barrel of the rotor of an electric machine according to the proposed method, it is possible to use both individual diagnostic signs of the manifestation of the weakening of the interference fit and a set of diagnostic features set forth in four claims, which will increase the reliability of the diagnosis of the landing interference and allow to evaluate the degree of this weakening in various modes of operation of an electric machine, and the absence of any signs of the claims when diagnosing tion interference fit can only indicate a lack of vibration diagnostics display indicators in the basic mode or to be diagnosed.
Источники информацииSources of information
1. Справочник по ремонту турбогенераторов, (под редакцией П.И.Устинова), М., Энергия, 1978, с.258.1. Handbook for repair of turbogenerators, (edited by P.I. Ustinov), M., Energy, 1978, p. 258.
2. Аврух В.Ю. и Ростик Г.В. Патент на изобретение России №2145144. Способ диагностики состояния посадочных натягов бандажных колец на составные части ротора электрической машины (варианты)" 09.02.1999.2. Avrukh V.Yu. and Rostik G.V. Patent for the invention of Russia No. 2145144. A method for diagnosing the condition of landing interference of retaining rings on the components of the rotor of an electric machine (options) "02/09/1999.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003128406/11A RU2253176C1 (en) | 2003-09-23 | 2003-09-23 | Method for inspecting end-winding retaining rings for interference fit on electrical machine rotor barrel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003128406/11A RU2253176C1 (en) | 2003-09-23 | 2003-09-23 | Method for inspecting end-winding retaining rings for interference fit on electrical machine rotor barrel |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003128406A RU2003128406A (en) | 2005-03-27 |
| RU2253176C1 true RU2253176C1 (en) | 2005-05-27 |
Family
ID=35560055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003128406/11A RU2253176C1 (en) | 2003-09-23 | 2003-09-23 | Method for inspecting end-winding retaining rings for interference fit on electrical machine rotor barrel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2253176C1 (en) |
-
2003
- 2003-09-23 RU RU2003128406/11A patent/RU2253176C1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2003128406A (en) | 2005-03-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20120227536A1 (en) | Sectioned tuning ring for rotating body | |
| Kumar et al. | Determination of unbalance in rotating machine using vibration signature analysis | |
| Massey | Subsynchronous Vibration Problems In High-Speed, Multistage Centrifugal Pumps. | |
| KR20170103010A (en) | Blade fastening mechanism with fasteners for turbine blades | |
| RU2253176C1 (en) | Method for inspecting end-winding retaining rings for interference fit on electrical machine rotor barrel | |
| Costello | Understanding The Vibration Forces In Induction Motors. | |
| Lindley et al. | James Clayton Paper: Some Recent Research on the Balancing of Large Flexible Rotors | |
| Finley et al. | Diagnosing motor vibration problems | |
| RU2289185C1 (en) | Method for diagnosing interference fit on electrical machine rotor barrel | |
| RU2249899C1 (en) | Method for diagnosing interference fit of end-winding retaining rings on electrical machine rotor barrel | |
| Janssen et al. | 35-year old splined-disc rotor design for large gas turbines | |
| Racic et al. | Development of a new balancing approach for significantly eccentric or bowed rotors | |
| Finley et al. | Motor vibration problems—Understanding and identifying | |
| Racic et al. | Practical balancing of flexible rotors for power generation | |
| EP3472926B1 (en) | Systems and methods for reduction of torsional oscillations in turbomachinery systems | |
| Racic et al. | Practical approach for solving vibrations of large turbine and generator rotors-Reconciling the discord between theory and practice | |
| Mialkowski et al. | Pump Tut-WHY MACHINES FAIL TO FOLLOW TEXTBOOK STATED RULES, AS ILLUSTRATED BY SHAFT CRACK AND ROTOR SELF EXCITED VIBRATION CASES IN CRITICAL MACHINERY | |
| Bechhoefer et al. | Comprehensive condition monitoring analysis for power plant boiler circulator pumps | |
| Williams et al. | Causes of Subsynchronous Vibration in Integrally Geared Compressors | |
| KR101400347B1 (en) | Turbine and method for inspecting shaft tilting thereof | |
| Park | Diagnosis of excessive vibration signals of two-pole generator rotors in balancing | |
| RU2730565C1 (en) | Double-flow turbine jet engine | |
| Setiawan et al. | Optimization Gas Turbine Balancing Methods to Increase Availability and Reliability with Case Study Gas Turbine Type MW701D in Gresik Combined Cycle Power Plant | |
| Pennacchi et al. | Spiral vibrations in power units: modeling and experimental evidences | |
| Bolleter et al. | Predicting and Improving the Dynamic Behavior of Multistage High Performance Pumps |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20071017 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090924 |