RU2624780C1 - Way of control the preload of the electrical machine rotor rim - Google Patents

Way of control the preload of the electrical machine rotor rim Download PDF

Info

Publication number
RU2624780C1
RU2624780C1 RU2016118465A RU2016118465A RU2624780C1 RU 2624780 C1 RU2624780 C1 RU 2624780C1 RU 2016118465 A RU2016118465 A RU 2016118465A RU 2016118465 A RU2016118465 A RU 2016118465A RU 2624780 C1 RU2624780 C1 RU 2624780C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rim
wedge
rotor
wedges
electric machine
Prior art date
Application number
RU2016118465A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Василий Васильевич Мишакин
Александр Леонидович Руденко
Александр Викторович Гончар
Константин Владимирович Курашкин
Александр Евгеньевич Фомин
Original Assignee
Василий Васильевич Мишакин
Александр Леонидович Руденко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Василий Васильевич Мишакин, Александр Леонидович Руденко filed Critical Василий Васильевич Мишакин
Priority to RU2016118465A priority Critical patent/RU2624780C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2624780C1 publication Critical patent/RU2624780C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H11/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H5/00—Measuring propagation velocity of ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. of pressure waves
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: method comprises an filling wedge input of the elastic waves from the end surface before the wedges installation, after the wedging and when the electrical machine is in use, the measurement of the elastic waves time delays for each wedge and the value calculation (C) - the relative change of the time delays difference of the elastic wave propagation in the wedge. The preload condition is determined by the volume average value C and the dispersion value of the value change C.
EFFECT: control of the rim preload to the frame without the rotor disassembling by measurement of the stressed state change of the wedges providing preload.
5 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники, а именно к технологии электромашиностроения, в частности к контролю посадочного натяга обода ротора электрической машины на остов, при этом на основе эффекта акустоупругости учитывается изменение напряженного состояния клиньев, обеспечивающих натяг обода ротора на остов.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to the technology of electrical engineering, in particular to the control of the seating interference of the rotor rim of the electric machine on the core, while based on the effect of acousto-elasticity, the stress state of the wedges providing the interference of the rotor rim on the core is taken into account.

Известен способ диагностики состояния посадочных натягов бандажных колец без разборки бандажного узла (RU 2145144, МПК H02K 15/02, H02K 15/00. Способ диагностики состояния посадочных натягов бандажных колец на составные части ротора электрической машины (варианты)), заключающийся в том, что оценку изменения натягов в местах посадки бандажных колец проводят до пуска турбогенератора в эксплуатацию и в процессе проведения ремонтных работ путем сравнительных измерений наружных диаметров колец контрольной стрелой.A known method for diagnosing the state of the interference fit of the retaining rings without disassembling the retainer assembly (RU 2145144, IPC H02K 15/02, H02K 15/00. A method for diagnosing the condition of the interference fit of the retaining rings on the components of the rotor of an electric machine (options)), which consists in the fact that assessment of changes in interference in the seats of retaining retaining rings is carried out before putting the turbogenerator into operation and during repair work by comparative measurements of the outer diameters of the rings with a control boom.

Недостатком способа является то, что при расчете величины изменения натяга используется соотношение коэффициентов податливости бандажных колец и ротора, что вносит значительные погрешности. Кроме того, определение численного значения этих коэффициентов является трудоемкой задачей, т.к. необходимо проводить расчет с учетом геометрии, упругих модулей или проводить дополнительные натурные испытания.The disadvantage of this method is that when calculating the magnitude of the change in interference, the ratio of the ductility coefficients of the retaining rings and the rotor is used, which introduces significant errors. In addition, determining the numerical value of these coefficients is a laborious task, because it is necessary to carry out the calculation taking into account the geometry, elastic modules or to conduct additional field tests.

Известен способ вибродиагностики состояния посадочных натягов бандажных колец на бочку ротора электрической машины (RU 2289185 C1, МПК H02K 15/00, G01R 31/34. Способ диагностики состояния посадочных натягов бандажных колец на бочку ротора электрической машины), согласно которому дефект в роторе выявляют путем сравнительного измерения вибросмещения или виброскорости вала ротора или опорных подшипников электрической машины в различных режимах ее эксплуатации.A known method of vibration diagnostics of the state of the interference fit of the retaining rings on the barrel of the rotor of an electric machine (RU 2289185 C1, IPC H02K 15/00, G01R 31/34. A method for diagnosing the condition of the interference fit of the retaining rings on the barrel of the rotor of an electric machine), according to which a defect in the rotor is detected by comparative measurement of vibration displacement or vibration velocity of the rotor shaft or thrust bearings of an electric machine in various modes of its operation.

Недостатком способа является то, что появление и изменение вибросмещений может быть обусловлено не только ослаблением натяга бандажных колец на бочке ротора, но и другими факторами. Другими недостатками способа являются отсутствие информации об изменении напряженного состояния бандажных колец на бочке ротора и отсутствие количественных критериев ослабления натяга, регламентирующих дальнейшую эксплуатацию машины.The disadvantage of this method is that the appearance and change of vibration displacements can be caused not only by the weakening of the tightness of the retaining rings on the barrel of the rotor, but also by other factors. Other disadvantages of the method are the lack of information about the change in the stress state of the retaining rings on the barrel of the rotor and the lack of quantitative criteria for weakening the interference fit governing the further operation of the machine.

В качестве прототипа выбран способ контроля натяга обода ротора, заключающийся в измерении радиуса обода по валу до боковой поверхности при его расклиновке (СТО 17330282.27.140.001-2006 «Методики оценки технического состояния основного оборудования гидроэлектростанций»). Способ позволяет с помощью парных встречных клиньев обеспечить необходимый натяг обода на остов и довести форму обода до значений, указанных в нормативных документах.As a prototype, a method for controlling the interference of the rotor rim was selected, which consists in measuring the radius of the rim along the shaft to the side surface when it is wedged out (STO 17330282.27.140.001-2006 "Methods for assessing the technical condition of the main equipment of hydroelectric power stations"). The method allows using the pair of oncoming wedges to provide the necessary tightness of the rim on the skeleton and bring the shape of the rim to the values specified in the regulatory documents.

Недостатком способа является то, что для периодического контроля натяга на различных этапах эксплуатации электрической машины необходимо проводить разборку ротора, что весьма трудоемко и экономически невыгодно. Кроме того, при данном способе не контролируется состояние отдельных клиньев, обеспечивающих натяг.The disadvantage of this method is that for periodic monitoring of interference at various stages of operation of an electric machine, it is necessary to disassemble the rotor, which is very laborious and economically disadvantageous. In addition, with this method, the state of individual wedges that provide interference is not controlled.

Следует заметить, что измерение линейных размеров обода ротора, в общем случае, не достаточно для принятия решения о возможности дальнейшей эксплуатации электрической машины. Величина натяга может находиться в допустимых пределах, тогда как в клиньях, удерживающих обод на остове, вследствие различных факторов могут значительно уменьшиться усилия обжатия, т.е. обод может находиться, практически, в свободном состоянии. Это может привести к возникновению аварийной ситуации.It should be noted that the measurement of the linear dimensions of the rotor rim, in the General case, is not enough to decide on the possibility of further operation of the electric machine. The amount of interference can be within acceptable limits, while in the wedges holding the rim on the skeleton, due to various factors, the reduction force can be significantly reduced, i.e. the rim can be practically in a free state. This may lead to an emergency.

Предлагаемый способ контроля натяга обода ротора лишен недостатков известных способов, описанных выше.The proposed method of controlling the interference of the rotor rim is devoid of the disadvantages of the known methods described above.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в контроле посадочного натяга обода на остов без разборки ротора и достигается за счет оценки изменения напряженного состояния клиньев, обеспечивающих натяг. Предлагаемый способ позволяет регистрировать факт уменьшения посадочного натяга ниже критического.The technical result of the invention is to control the fit of the rim on the skeleton without disassembling the rotor and is achieved by assessing the change in the stress state of the wedges providing interference. The proposed method allows you to register the fact of reducing the landing interference below the critical.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. На торцевую поверхность закладного клина 1 (фиг. 1), расположенного между остовом ротора 2 и ободом 3 (фиг. 1), устанавливается преобразователь упругих волн 4 (фиг. 2). С помощью преобразователя в тело клина 1 вводятся упругие волны (фиг. 1, фиг. 2). Далее регистрируются временная задержка t1 импульса, отраженного от искусственного отражателя 5 в теле клина, и временная задержка t2 импульса, отраженного от обратной торцевой поверхности клина.The essence of the proposed method is as follows. On the end surface of the embedded wedge 1 (Fig. 1), located between the core of the rotor 2 and the rim 3 (Fig. 1), a transducer of elastic waves 4 (Fig. 2) is installed. Using a transducer, elastic waves are introduced into the body of the wedge 1 (Fig. 1, Fig. 2). Then, the time delay t 1 of the pulse reflected from the artificial reflector 5 in the body of the wedge and the time delay t 2 of the pulse reflected from the back end surface of the wedge are recorded.

При достаточно малой длине клина и достаточно малой величине затухания упругих волн в клине в качестве t1 может быть выбрана временная задержка первого импульса, отраженного от обратной торцевой поверхности клина (прошедшего путь, равный двойной длине клина), а в качестве t2 может быть выбрана временная задержка второго импульса, отраженного от обратной торцевой поверхности клина (прошедшего путь, равный четырем длинам клина). Кроме того, в качестве t1 может быть выбрана временная задержка зондирующего импульса, однако, это связано с большими погрешностями, связанными с особенностями акустической аппаратуры, в том числе преобразователей упругих волн.At a sufficiently small length of the wedge, and sufficiently small damping of the elastic waves in the wedge as t 1 may be chosen time delay of the first pulse, reflected from the back end surface of the wedge (past distance equal to twice the length of the wedge), and can be selected as t 2 time delay of the second impulse reflected from the back end surface of the wedge (having traveled a path equal to four wedge lengths). In addition, the time delay of the probe pulse can be selected as t 1 , however, this is due to large errors associated with the features of acoustic equipment, including transducers of elastic waves.

В качестве информативного параметра определяется разность временных задержек t=t2-t1.The difference in time delays t = t 2 -t 1 is determined as an informative parameter.

Временные задержки измеряются до расклиновки, после расклиновки, а также после наработки при плановых остановках электрической машины.Time delays are measured before rasklinivaniya, after rasklinika, and also after an operating time at planned stops of the electric machine.

Величина P, характеризующая усилие обжатия i-го клина и связанная с его напряженным состоянием, определяется как относительное изменение разности временных задержек:The value of P, characterizing the compression force of the i-th wedge and associated with its stress state, is defined as the relative change in the difference in time delays:

Figure 00000001
Figure 00000001

где t0 - значение разности временных задержек в ненагруженном клине (до расклиновки), tσ - значение разности временных задержек в нагруженном клине, i - номер клина.where t 0 is the value of the difference in time delays in an unloaded wedge (before the wedging), t σ is the value of the difference in time delays in a loaded wedge, i is the number of the wedge.

Посадочный натяг обода ротора δ пропорционален среднему значению величин Рi.The fit of the rotor rim δ is proportional to the average value of the values of P i .

Figure 00000002
Figure 00000002

где k - коэффициент пропорциональности (определяется после расклиновки путем сопоставления значения натяга, измеренного механическим способом, со средним значением Pi), n - количество клиньев в роторе.where k is the coefficient of proportionality (determined after the rasklining by comparing the value of the interference measured by a mechanical method with the average value of P i) , n is the number of wedges in the rotor.

Во время остановки электрической машины для профилактических работ без демонтажа ротора снова измеряются временные задержки, определяются величины Pi по формуле (1) и рассчитывается значение 8 по формуле (2). При периодическом мониторинге отслеживаются изменения величин Pi в клиньях:During the stop of the electric machine for maintenance work without dismantling the rotor again measured time delays determined P i values according to the formula (1) and the calculated value of 8 by the formula (2). During periodic monitoring, changes in P i values in wedges are monitored:

Figure 00000003
Figure 00000003

где Pнараб - величина P, измеренная после наработки, Pраскл - величина P, измеренная после расклиновки.where P narab is the value of P, measured after running hours , P dev - the value of P, measured after wedging.

При уменьшении посадочного натяга δ ниже критического значения и при увеличении дисперсии изменений значений Pi выше критического значения считается, что состояние натяга обода ротора является неудовлетворительным и электрическая машина останавливается для ремонта.With a decrease in the seating interference δ below the critical value and with an increase in the variance of the changes in the values of P i above the critical value, it is considered that the condition of the interference of the rotor rim is unsatisfactory and the electric machine stops for repair.

Claims (5)

1. Способ контроля посадочного натяга обода ротора электрической машины, заключающийся в том, что при расклиновке натяг обода контролируется измерением радиуса обода по валу до боковой поверхности, отличающийся тем, что на торцевую поверхность клина, расположенного между остовом ротора и ободом, устанавливается преобразователь упругих волн, с помощью преобразователя в тело клина вводятся упругие волны, регистрируются временная задержка импульса, отраженного от искусственного отражателя в теле клина, и временная задержка импульса, отраженного от обратной торцевой поверхности клина, временные задержки измеряются до расклиновки, после расклиновки, а также после наработки при плановых остановках электрической машины, рассчитывается величина Р, определяемая как относительное изменение разности временных задержек распространения упругих волн в клиньях, рассчитывается натяг, определяемый как среднее значение величины Р по всем клиньям с учетом коэффициента пропорциональности, который определяется после расклиновки путем сопоставления значения посадочного натяга обода ротора, измеренного механическим способом, со средним значением Р.1. A method of controlling the fit of the rim of the rotor of an electric machine, which consists in the fact that when the liner is pulled out, the rim interference is controlled by measuring the radius of the rim along the shaft to the side surface, characterized in that an elastic wave transducer is installed on the end surface of the wedge located between the rotor skeleton and the rim , using a converter, elastic waves are introduced into the wedge body, the time delay of the pulse reflected from the artificial reflector in the wedge body is recorded, and the time delay of the pulse, reflected wedge from the back end surface of the wedge, time delays are measured before the wedging out, after the wedging out, and also after operating hours at planned stops of the electric machine, the P value is calculated, defined as the relative change in the difference in the time delays of the propagation of elastic waves in the wedges, the interference is calculated, defined as the average value P values for all wedges, taking into account the proportionality coefficient, which is determined after the wedging by comparing the values of the interference fit a rotor measured mechanically, with a mean value R. 2. Способ контроля посадочного натяга обода ротора электрической машины по п. 1, отличающийся тем, что в процессе эксплуатации состояние натяга определяется с помощью двух критериев: среднего значения величины Р, определяемой как относительное изменение разности временных задержек распространения упругих волн в клиньях, и значения дисперсии изменения величины Р.2. A method for controlling the seating fit of the rim of the rotor of an electric machine according to claim 1, characterized in that during operation the condition of the interference fit is determined using two criteria: the average value of P, defined as the relative change in the difference in the time delays of the propagation of elastic waves in wedges, and the values the variance of the change in R. 3. Способ контроля посадочного натяга обода ротора электрической машины по п. 1, отличающийся тем, что измерения проводят в закладных клиньях.3. The method of controlling the seating fit of the rim of the rotor of an electric machine according to claim 1, characterized in that the measurements are carried out in embedded wedges. 4. Способ контроля посадочного натяга обода ротора электрической машины по п. 1, отличающийся тем, что для повышения точности измерений в клиньях изготавливаются искусственные отражатели.4. A method for controlling the seating fit of the rotor rim of an electric machine according to claim 1, characterized in that artificial reflectors are made in the wedges to increase the measurement accuracy. 5. Способ контроля посадочного натяга обода ротора электрической машины по п. 1, отличающийся тем, что для расчета величины Р можно использовать временную задержку импульса, однократно отраженного от обратной торцевой поверхности клина, и временную задержку импульса, двукратно отраженного от обратной торцевой поверхности клина.5. A method for controlling the fit of the rim of the rotor of an electric machine according to claim 1, characterized in that for calculating the value of P, you can use the time delay of the pulse once reflected from the back end surface of the wedge, and the time delay of the pulse twice reflected from the back end surface of the wedge.
RU2016118465A 2016-05-11 2016-05-11 Way of control the preload of the electrical machine rotor rim RU2624780C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016118465A RU2624780C1 (en) 2016-05-11 2016-05-11 Way of control the preload of the electrical machine rotor rim

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016118465A RU2624780C1 (en) 2016-05-11 2016-05-11 Way of control the preload of the electrical machine rotor rim

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2624780C1 true RU2624780C1 (en) 2017-07-06

Family

ID=59312763

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016118465A RU2624780C1 (en) 2016-05-11 2016-05-11 Way of control the preload of the electrical machine rotor rim

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2624780C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3690155A (en) * 1970-10-30 1972-09-12 Gen Motors Corp Apparatus for measuring sound velocity in a workpiece
US4388830A (en) * 1980-12-08 1983-06-21 Teitsu Denshi Kenkyusho Co., Ltd. Method and apparatus for measurement of thickness utilizing ultrasonic pulses
SU1460620A1 (en) * 1987-07-27 1989-02-23 ЛГУ им.А.А.Жданова Method of measuring the mean ultrasound velocity in positively nonhomogeneous layer
RU2289185C1 (en) * 2005-06-07 2006-12-10 Владимир Юрьевич Аврух Method for diagnosing interference fit on electrical machine rotor barrel
RU2490606C1 (en) * 2012-02-22 2013-08-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ") (НИУ) Method of measuring speed of ultrasonic surface wave
KR20140004987A (en) * 2012-07-04 2014-01-14 한국전기연구원 Vibration signal analysis method in motors

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3690155A (en) * 1970-10-30 1972-09-12 Gen Motors Corp Apparatus for measuring sound velocity in a workpiece
US4388830A (en) * 1980-12-08 1983-06-21 Teitsu Denshi Kenkyusho Co., Ltd. Method and apparatus for measurement of thickness utilizing ultrasonic pulses
SU1460620A1 (en) * 1987-07-27 1989-02-23 ЛГУ им.А.А.Жданова Method of measuring the mean ultrasound velocity in positively nonhomogeneous layer
RU2289185C1 (en) * 2005-06-07 2006-12-10 Владимир Юрьевич Аврух Method for diagnosing interference fit on electrical machine rotor barrel
RU2490606C1 (en) * 2012-02-22 2013-08-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ") (НИУ) Method of measuring speed of ultrasonic surface wave
KR20140004987A (en) * 2012-07-04 2014-01-14 한국전기연구원 Vibration signal analysis method in motors

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9103741B2 (en) Methods and systems for assessing residual life of turbomachine airfoils
US7292954B2 (en) Acceptance testing of actuators using backlash and stiction measurements
US9423330B2 (en) Method of determining the non-propagation threshold of fatigue cracks at high frequency
Sinha Vibration analysis, instruments, and signal processing
JP5113874B2 (en) Structural integrity monitoring system
US7741854B2 (en) Method of in slot tightness measuring of stator coil
CN102288374A (en) Testing platform and testing method for simultaneously recognizing multipoint random loads
CN105067703A (en) Plate-like metal member/material remaining life non-destructive detection and evaluation method
Kielb et al. Experimental study of aerodynamic and structural damping in a full-scale rotating turbine
CN110987676A (en) Full-life prediction method considering crack closure effect under random multi-axis load
US20160283622A1 (en) Obtaining Dynamic Properties of a Part of Wind Turbine
JP6675946B2 (en) Tension measuring device, tension measuring method, and tension measuring program
Shi et al. Experimental and numerical investigations on the flow-induced vibration and acoustic radiation of a pump-jet propulsor model in a water tunnel
RU2624780C1 (en) Way of control the preload of the electrical machine rotor rim
JP2009098101A (en) Determination method for existence of suffering of building
RU2729592C1 (en) Method of determining axial force acting on turbomachine rotor during its operation
CN109713853B (en) Rotating electrical machine and diagnostic method therefor
Meinzer et al. Experimental and numerical quantification of the aerodynamic damping of a turbine blisk
EP3708992A1 (en) Estimating device, estimating method, and program storing medium
US9946232B2 (en) Determining a machine condition
Levinski et al. An Innovative High-Fidelity Approach to Individual Aircraft Tracking
RU2550826C2 (en) Method to measure stresses in structure without removal of static loads
Huang et al. An equivalent and accelerated life test method for compressor blades under combined loads based on equal fatigue life
Zile et al. Studying the torsional vibrations of turbine shaft trains
JP3302575B2 (en) Evaluation method for remaining fatigue life of metallic materials

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190512