SU1434283A1

SU1434283A1 - Способ измерени осевого усили ,действующего на радиально-упорный подшипник ротора турбомашины,и устройство дл его осуществлени

Info

Publication number: SU1434283A1
Application number: SU853948951A
Authority: SU
Inventors: Марк Викторович Рыбальченко; Николай Яковлевич Матусевич; Анатолий Алексеевич Литош; Геннадий Геннадьевич Цветков; Раиса Корнеевна Музыкант
Original assignee: Предприятие П/Я А-1469
Priority date: 1985-08-28
Filing date: 1985-08-28
Publication date: 1988-10-30

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике и позвол ет повысить точность измерени осевого усили . На рабочем режиме работы турбокомпрессора дросселем 5 плавно измен ют давление в разгрузочной полости 4 до величины, соответствующей нулевому осевому усилию, действз ющему на ра- диально-упорный подшипник 3. При этом ротор 2 переместитс по оси на величину осевого люфта подшипника 3 в сторону изменени направлени осевого усили . Изменение зазора 15 вызывает изменение давлени в полости 9 д-атчи- ка 7, регистрируемое индикатором В. Давление в разгрузочной полости 4, соответствующее нулевому осевому усилию , фиксируетс измерителем 6 давлени Чувствительный элемент 10 датчика 7 выполнен в ввде тонкостенной § трубки с внутренним диаметром 4,5-5,5 вел ичины осевого люфта подшипника 3. На конце трубки находитс конический расход щийс диффузор с углом раскрыти 25-35. 2 с. п.ф-лы, 3 ил. (Л с:

Description

ю

со

./

11

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл определени величины осе- пого усили , действующего на радиаль но упорный подшипник при работе тур- бомашины.

Цель изобретени - повышение точности .

На фиг,1 схематически изображена турбомашина, например, центробежный турбокомпрессор, с помощью которого реализуетс способ определени величины осевого усили , и устройство дл

его осуществлени , продольньй разрез , - меренным на нескольких рабочих режи20

на фиг.2 - частичный увеличенньй вид чувствительного элемента; на фиг„3 - график зависимости давлени Р(МПа) в разгрузочной полости при нулевом осевом усилии центробежного гурбо- компрессора в зависимости от мощности его рабочего режима N (кВт).

Центробежньй компрессор 1 содержит ротор 2, опирающийс на радиально- упорный под шипник 3, разгрузочную 25 полость А, к которой подключены переменный дроссель 5 и измеритель 6 дав- лени , датчик 7 осевого перемещени ротора 2, включающий индикатор 8 из™ менени давлени , полость 9 и чувст витальный элемент 10, вьшолненньш в виде тонкостенной трубки с внутренним диаметром 11 и расход щимс коническим диффузором 12 с углом 13 раскрыти , установленный соосно оси 1А вращени ротора 2 и с осевым зазором 15 35 относительно торца 16 ротора 2. Мон таж чувствительного элемента 10 с ocesbiM зазором 15 относительно торца 16 ротора 2 осутцествл ют при выбранном осевом люфте радиально-упорного 0 подшипника 3 в сторону-чувствительного элемента 10 путем перемещени ро тора 2,

Способ определени величины осевого усили реализуетс при работе з ст- 5 ройства дл его осуществлени следующим образом

При работе тзгрбокомпрессора на каждом или на нескольких рабочих режимах переменным дросселем 5 плавно 50 измен ют давление в разгрузочной гго- лостй А до величины5 при которой осе- вое усилие, действующее на радиально З орный подщипник 3, станет равным нулю. При этом произойдет изменение 55 направлени осевого усили на противоположное и осевое перемещение ротора 2 на величину осевого mvijra радимах турбокомпрессора, стро т график давлени в разгрузочной полости, соответствующего нулевому осевому усилию , в функции мощности рабочих режимов турбоко1 шрессора«

В процессе работы турбокомпрессора на заданном режиме, зна давление в разгрузочной полости на этом режиме и ее площадь и пользу сь полученным графиком (фиг.З), расчетным путем определ ют величину осевого усили . Например,, необходимо определить осевое усилиеj действующее на радиально-упорный подшипник на реж1-1ме работы ту1збокомпрессора кВт, при этом давление в разгрузочной полости 0,4 ffla„ На предва-рительно полученном графике (фиг.З) зависимости давлени в разгрузочной полости соответству- (ощего нулевому осевому yci-шию, от рабочих режш-юв наход т точку нулевого осевого усили на режиме 0 А кВт- точку В и давление в разгрузочной полости,., соответствующее этой точке- точку Г., равное 0,3 №а. Из заданного давлени ОрА МПа вычитают нов из кривой давлевше ОрЗ

Ша и, умножа полученну о разность на площадь разгрузочной полостт-, полз чают ocesoe усилие. действ: аощее i-ia радкально-зтор ный подп№т так.

Датчик 7 осевого перемещени ротора 2 работает по принципу сопло - заслонка на воздухе, отбираемом из проточной части турбокоьшрессора или от внешнего источника.

Св зь измерител давлени с индикатором изменени давлени может быть визуальной - оператор сношает показани гфкбороВг, вынесеннт к на общнг щит yitpa-RneHHHj или дистанционно- электрической

Чувствительный элемент датчика осевого перемещени ротора, установ-.

ально-упорного подп ипника 3 в сторону изменени направлени осевого усили . При указанном перемещении ротора 2 измен етс зазор 15, что приводит к изменению давлени в полости 9 датчика 7, которое и регистрируетс индикатором 8 изменени давлени , а св занный с ним измеритель 6 давлени показывает величину давлени в разгрузочной полости Д, соответствующего нулевому осев-ому усилию, действующему на радиально-упорный подтип- ник 3 в этот момент. По данным, за0

5 5 0

мах турбокомпрессора, стро т график давлени в разгрузочной полости, соответствующего нулевому осевому усилию , в функции мощности рабочих режимов турбоко1 шрессора«

Ша и, умножа полученну о разность на площадь разгрузочной полостт-, полз чают ocesoe усилие. действ: аощее i-ia радкально-зтор- ный подп№т так.

10

20

ен соосио с осью вращени ротора дл того, чтобы свести к минимуму вли ние биений т.орца ротора и окр ткных скоростей вращени последнего.

Чувствительный элемент выполнен в виде тонкостенной трубки с толщиной стенки 0,1-0,2 мм ввиду того, что зазор 15 между неподвижным датчиком и вращающимс ротором значительно меньше минимальных зазоров между неподвижными и вращающимис част ми турбо- машины. Поэтому могут быть случаи, когда ротор перемещаетс в сторону чувствительного элемента на величину,. превышающую осевой зазор между чувствительным элементом 10 и торцом 16. Такие случаи могут быть вызваны резким набором или сбросом мощности, когда неравномерно измен етс температура ротора и статора, помпажными влени ми в проточной части, привод щими к нерасчетным деформаци м и колебани м . В этих случа х тонкостенна трубка чувствительного элемента, ка - са сь о торец вращающегос ротора, немного срабатываетс , не тер при этом работоспособность и не вызьта повреждений ротора.

Применение диффузора на конце трубки чувствительного элемента повышает чувствительность последнего. Угол раскрыти диффузора выбран из расчета максимального изменени пневатического сопротивлени .

Чувствительный элемент с расход - 35 щимс коническим диффузором на конце, угол раскрыти которого равен 25-35 , обеспечивает сигналы при небольшом осевом перемещении ротора, определ еом осевым люфтом подшипника. . 40

Осевой зазор между чувствительным элементом и торцом ротораs составл щий 0,7 - 0,8 величины осевого люфта адиально-упорного подшг-тника, прин т из услови работы чувствительного элемента в расчетных режимах без касани о торец ротора, чтобы при перемещении ротора на величину осевого люфта радиально-упорного подшипника использовалс весь диапазон измене- 50 ни сопротивлени датчика.

Внутренний диаметр трубки выбран равным 4,5-5,5 величины осевого люф30

та из услови изменени пневматического сопротивлени во всем диапазоне осевого перемещени ротора.

Claims

1. Способ измерени осевого усили , действующего на радиально-упор- ный подшипник ротора турбомашины, содержащей разгрузочную полость дл регулировани осевого усили , заключающийс в измерении давле1ш в разгрузочной полости в рабочем режиме, по которому суд т об осевом усилии, отличающийс тем, что, с целью повьш1ени точности, вначале перед рабочим режимом измер ют давление в разгрузочной полости, соответствующее нулевому осевому усилию, действующему на радиально-упорный подшипник, в зависимости от заданного режима работы турбомашины, причем указанное давление в разгрузочной полости измер ют в момент осевого перемещени ротора, равного величине осевого люфта радиально-упорного подшипника , а осевую силу определ ют как разность давлени в разгрузочной полости на рабочем режиме и давлении при нулевом осевом усилии, умножен- ную на площадь разгрузочной полости.

2. Устройство дл измерени осевого усили , действующего на радиально- упорный подшипник ротора турбомашины, содержащее датчик осевого перемещени ротора с чувствительным элементом , установленным с осевым зазором относительно торца ротора, отличающеес тем, что чувствительный элемент установлен соосно с осью вращени ротора и выполнен в В1ще тонкостенной трубки с расход - коническим диффузором на конце , причем угол раскрыти диффузора находитс в пределах 25-35 , осевой зазор между срезом диффузора и торцом ротора составл ет 0,7 - 0,8 величины осевого люфта радиально-jTiop- ного подшт-шника, а внутренний диаметр тонкостенной трубки чувствительного элемента равен 4,5 - 5,5 величины осевого люфта радиально-упорного подшипника.

0

/ If

10

(pus. 2

Р,МПа