SU1640661A1

SU1640661A1 - Method for measuring unidirectional magnetic pulling in accelerated tests of electric machenes

Info

Publication number: SU1640661A1
Application number: SU884623239A
Authority: SU
Inventors: Михаил Михайлович Камша
Original assignee: Филиал Всесоюзного научно-исследовательского института электромеханики
Priority date: 1988-12-20
Filing date: 1988-12-20
Publication date: 1991-04-07

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике . Цель изобретени - упрощение измерений одностороннего магнитного т жени в злектирической машине при проведении ускоренных ресурсных испытаний. Предварительно смещают в радиальном направлении ротор в расточке статора дл увеличени радиальной нагрузки на подшипники. Подключают машину к сети и при достижении номинальных параметров режимы работы задают тарированное смещение одного конца вала в направлении, противоположном предварительному смещению ротора относительно статора. При этом измер ют уровень вибрации на корпусе, а при достижении максимального значени вибрации измер ют значение подъемной силы, действующей на конец вала. По измеренному значению подъемной силы рассчитывают силу одностороннего магнитного нат жени . 3 ил. 7 ЁThe invention relates to electrical engineering. The purpose of the invention is to simplify the measurement of one-sided magnetic snares in an electrically driven machine during accelerated life tests. Radially pre-biased rotor in stator bore to increase radial load on bearings. They connect the machine to the network and, when the nominal parameters are reached, the operating modes set the calibrated displacement of one shaft end in the direction opposite to the preliminary displacement of the rotor relative to the stator. In this case, the vibration level on the body is measured, and when the maximum vibration value is reached, the value of the lifting force acting on the shaft end is measured. From the measured value of the lifting force, the force of one-sided magnetic tension is calculated. 3 il. 7 y

Description

Изобретение относитс к электротехнике , а именно к способам определени одностороннего магнитного т жени в электрической машине при ускоренных испытани х , когда т жение направлено в сторону действи силы т жести.The invention relates to electrical engineering, in particular, to methods for determining one-sided magnetic thrust in an electric machine during accelerated tests, when the thrust is directed towards the force of gravity.

Целью изобретени вл етс упрощение измерений одностроннего магнитного т жени в электрической машине при проведении ускоренных ресурсных испытаний.The aim of the invention is to simplify the measurements of a single-line magnetic pull in an electric machine during accelerated life tests.

На фиг. 1 изображена электическа машина , реализующа предложенный способ; на фиг. 2 - технологический подшипник, установленный на выходном конце вала машины и встроенный в подшипниковый щит с рымболтом; на фиг. 3 - схема ротора и действующих на него сил.FIG. 1 shows an electrical machine that implements the proposed method; in fig. 2 - technological bearing, mounted on the output end of the machine shaft and built into the bearing shield with the eyeball; in fig. 3 - diagram of the rotor and the forces acting on it.

Вал 1 ротора 2 установлен на подшипниках 3 и 4 в щитах 5, размещенных в корпусе 6. Ось ротора 2 при этом смещена относительно оси расточки статора 7 на эксцентриситет в направлении действи силы т жести (веса ротора 2), в результате чего возникает магнитное т жение ротора к статору , которое действует в том же направлении .Shaft 1 of rotor 2 is mounted on bearings 3 and 4 in boards 5 placed in housing 6. The axis of rotor 2 is shifted relative to the axis of boring of stator 7 by eccentricity in the direction of gravity (rotor weight 2), as a result of which magnetic rotor to the stator, which acts in the same direction.

Такое смещение оси ротора 2 относительно осифасточки статора 7 осуществл ют на практике дл дополнительного нагружени подшипников 3 и 4 машины силой одностороннего магнитного т жени с целью создани форсированных радиальных нагрузок на подшипники при их ускоренных испытани х. Его можно обеспечить.напри- мер, посредством обработки посадочных поверхностей щитов 5 в корпусе 6 с эксцентриситетом е относительно расточек щитов под подшипники 3 и 4.This displacement of the axis of the rotor 2 relative to the osifastochka of the stator 7 is carried out in practice for additional loading of the bearings 3 and 4 of the machine by the force of one-sided magnetic thrust to create forced radial loads on the bearings during their accelerated testing. It can be provided. For example, by machining the seating surfaces of shields 5 in housing 6 with eccentricity e with respect to bores of shields for bearings 3 and 4.

II

сх аch

Дл расчета достоверного значени коэффициента ускорени испытаний подшипников необходимо в этом случае определить значение усили от одностороннего магнитного т жени .In order to calculate the reliable value of the bearing test acceleration factor, it is necessary in this case to determine the force value from the one-sided magnetic field.

Дл подъема вращающегос вала 1 используют технологическое устройство, состо щее из технологического подшипника 8, встроенного в щит 9 с рымболтом 10.To lift the rotating shaft 1, a technological device is used, consisting of the technological bearing 8, embedded in the shield 9 with the eyebolt 10.

Способ предназнчен только дл опре- делени одностороннего магнитного т жени в электрической машине со специально созданным в ней эксцентричным расположением ротора в расточке статора с целью создани форсированной радиальной на- грузки на подшипники при ускоренных ресурсных испытани х.The method is intended only for determining one-sided magnetic thrust in an electric machine with an eccentric arrangement of the rotor in the stator bore, specially created in it, in order to create a forced radial load on the bearings during accelerated life tests.

Способ реализуетс следующим образом .The method is implemented as follows.

Закрепл ют корпус 6 машины, на вы- ходной конец вала 1 устанавливают устройство дл подъема вращающегос вала, например технологический подшипник 8 (фиг. 2), встроенный в специальный щит 9 с рымболтом 10, который через динамометр соедин ют с подъемником, например таль- фером.The machine body 6 is fastened to the output end of the shaft 1, a device is installed for lifting the rotating shaft, for example, a process bearing 8 (FIG. 2), embedded in a special shield 9 with a eyebolt 10, which is connected to a hoist through a dynamometer fer.

На корпус 6 машины, например, вблизи щита 5 со стороны выходного конца вала 1 устанавливают вибродатчик и подключают к виброизмерительному прибору. Включают машину и по достижении номинальных параметров режима постепенно поднимают ротор 2 за технологический подшипник 8, фиксиру по динамометру значение подъ- емной силы, а по виброизмерительному прибору - значение уровн корпусной вибрации .On the body 6 of the machine, for example, near the shield 5 from the output end of the shaft 1, a vibration sensor is installed and connected to a vibration measuring device. They turn on the machine and, after reaching the nominal parameters of the regime, gradually lift the rotor 2 by the technological bearing 8, fixing the lift force value using a dynamometer, and the body vibration level value using a vibration measuring instrument.

С увеличением подъемной силы вибраци машины увеличиваетс , достигает неко- торого максимального значени , а затем постепенно уменьшаетс . Максимальное значение вибрации соответствует значению подъемной силы, при которой посто нна составл юща реакции опоры ротора 2 вблизи выходного конца вала 1 отсутствует (этот конец вала находитс в подвешенном состо нии, поэтому его вибраци от небаланса ротора 2 имеет максимальное значение).As the lift force increases, the vibration of the machine increases, reaches some maximum value, and then gradually decreases. The maximum vibration value corresponds to the lift force at which the constant component of the support reaction of the rotor 2 near the output end of the shaft 1 is absent (this end of the shaft is suspended, therefore its vibration due to unbalance of the rotor 2 has the maximum value).

По значению подъемной силы, при которой значение корпусной вибрации максимально, определ ют значение одностороннего магнитного т жени из условий равновеси ротора 2 при воздействии на него следующих сил (фиг, 3):The value of one-way magnetic power is determined from the equilibrium conditions of the rotor 2 when exposed to the following forces (Fig. 3):

Рп - подъемна сила, приложенна к выходному концу вала 1, при которой вибраци машины максимальна;Рп - lifting force applied to the output end of the shaft 1, at which the vibration of the machine is maximum;

G - вес ротора 2;G is the weight of the rotor 2;

Рт - одностороннее магнитное т же- ние;Pm - one-sided magnetic shaking;

R2 - реакци опоры ротора 2, расположенной со стороны, противоположной выходному концу вала 1.R2 is the reaction of the support of the rotor 2 located on the side opposite to the output end of the shaft 1.

Из услови равновеси ротора под воздействием этих сил следует, чтоFrom the equilibrium of the rotor under the influence of these forces, it follows that

Рп(1+Д1) 12 .Рп (1 + Д1) 12.

где I - рассто ние между центрами подшипников 3 и 4, установленных в машине;where I is the distance between the centers of bearings 3 and 4 installed in the machine;

А I - рассто ние между центрами технологического подшипника 8 и ближайшего к нему подшипника 4 машины;And I is the distance between the centers of the technological bearing 8 and the nearest bearing 4 of the machine;

И и 2 - рассто ни от точки приложени равнодействующей сил одностороннего магнитного т жени и центра масс ротора 2 до центра второго подшипника 3 машины.And and 2 are the distances from the point of application of the resultant force of the one-sided magnetic thrust and the center of mass of the rotor 2 to the center of the second bearing 3 of the machine.

Прежде, чем объ снить физические влени , привод щие к увеличению вибрации при увеличении подъемной силы до определенного значени , уточним, где измер етс уровень вибрации и как нагружаютс подшипники по предложенному способу.Before explaining the physical phenomena that lead to an increase in vibration as the lift force increases to a certain value, we specify where the vibration level is measured and how the bearings are loaded by the proposed method.

Измер ть уровень вибрации предпочтительно у первоначально разгружаемого подшипника 4, где он измен етс более интенсивно . Но можно измер ть также общий уровень вибрации в любой точке на корпусе 6 машины, поскольку характер измерени вибрации везде идентичен.It is preferable to measure the vibration level of the initially discharged bearing 4, where it changes more rapidly. But it is also possible to measure the overall vibration level at any point on the body 6 of the machine, since the nature of the vibration measurement is identical everywhere.

Нагружение подшипников 3 и 4 по предложенному способу происходит следующим образом. Вначале; один подшипник 4 (со стороны выходного конца вала 1) разгружаетс , вибраци растет. Нагрузка на второй подшипник 3 при этом не измен етс , поскольку не выбран радиальный зазор в первом подшипнике 4 в вертикальном направлении и вал лежит на нижних шариках подшипника 4. При полной разгрузке подшипника 4 вибраци машины максимальна, нагрузка же на подшипнике 3 еще первоначальна . При дальнейшем увеличении подъемной силы и мгновенной выборки радиального зазора в несколько микрон в подшипнике 4 на нем снова по витс нагрузка (только вектор нагрузки изменит направление на противоположное). В это же врем начнет увеличиватьс нагрузка и. на подшипник 3. Одновременна нагрузка обоих подшипников 3 и 4 приводит к снижению уровн вибрации машины тем значительнее , чем больше значение подъемной силы на конце вала 1, т.е. чем больше нагружаютс подшипники 3 и 4.The loading of bearings 3 and 4 according to the proposed method is as follows. Initially; one bearing 4 (on the side of the output end of the shaft 1) is discharged, the vibration increases. In this case, the load on the second bearing 3 does not change, since the radial clearance in the first bearing 4 is not selected in the vertical direction and the shaft lies on the lower balls of the bearing 4. When the bearing 4 is completely unloaded, the machine vibrates at the maximum and the load on the bearing 3 is still initial. With a further increase in lift and instantaneous sampling of a radial clearance of several microns in the bearing 4, the load again appears (only the load vector changes its direction to the opposite). At the same time, the load and will begin to increase. on the bearing 3. The simultaneous loading of both bearings 3 and 4 leads to a decrease in the level of machine vibration, the greater the greater the value of the lifting force at the end of the shaft 1, i.e. the more the bearings are loaded 3 and 4.

Основой физических влений, привод щих к такому изменению уровн вибрацииThe basis of the physical phenomena leading to such a change in the level of vibration

машины при изменении нагрузки на ее подшипники 3 и 4, вл ютс особенности жесткостных характеристик подшипников качени .machines, when the load on its bearings 3 and 4 changes, are features of the stiffness characteristics of rolling bearings.

Суть вопроса состоит в том, что при изменении нагрузки на подшипник 4 измен етс его жесткость. А последн вл етс параметром колебательной системы ротор машины-подшипники-корпус. При вращении ротора 2. имеющего остаточный дис- баланс, в этой системе происходит установившиес вынужденные колебани , Изменение массы или жесткости любой из частей этой системы приводит к изменению амплитуды ее колебаний (к изменению виб- рации машины). По предложенному способу измен етс жесткость подшипников 3 и 4 сначала вследствие уменьшени нагрузки на одном из них, а затем из-за увеличени нагрузки сразу на двух подшипниках 3 и 4. The essence of the matter is that when the load on the bearing 4 changes, its rigidity changes. And the latter is a parameter of the oscillating system of the rotor of the machine-bearing-housing. When the rotor rotates 2. having a residual imbalance, steady-state oscillations occur in this system. A change in the mass or rigidity of any of the parts of this system leads to a change in the amplitude of its oscillations (to a change in the vibration of the machine). In the proposed method, the stiffness of the bearings 3 and 4 is changed first due to a decrease in the load on one of them, and then due to an increase in the load on two bearings 3 and 4 at once.

В результате применени способа упрощаетс процесс измерени одностороннего магнитного т жени в машине при ее ускоренных испытани х, не возникает трудностей , св занных с изменением тарировки измерителей при изменении температуры подшипниковых узлов.As a result of applying the method, the process of measuring a one-sided magnetic puller in a machine during its accelerated testing is simplified; there are no difficulties associated with changing the calibration of the gauges as the temperature of the bearing assemblies changes.

Claims

The invention of the method for determining one-sided magnetic thrust during accelerated testing of an electric machine with a housing with a rotor mounted on a shaft in bearings, consisting in that the rotor is pre-biased in the radial direction in the stator bore to increase the radial load on the bearings and measure the magnetic force of the lumen when the nominal parameters of the operation mode are reached, characterized in that, in order to simplify the measurements of one-sided magnetic traction in the electric When performing accelerated life tests, the machine measures the vibration level on the body, creates a tared load on one end of the shaft in the direction opposite to the rotor's preliminary displacement relative to the stator, measures the lift force acting on the shaft end when the maximum value of the vibration level and based on the measured value of the lifting force, the force of a one-sided magnet is calculated.

KS

1

ten

Phage. 2

Phage.Z