Стенд для испытаний подшипниковых узлов электрических машин

Стенд для испытаний подшипниковых узлов электрических машин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

928534

Ф фф

/Г=-. г

Ю (6i) Дополнительное -к авт. свид-ву (22) Заявлено 11 07.80 (21) 2956793/24-07 с присоединением заявки ¹(И)М Кп з

Н 02 К 5/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 150582. Бюллетень № 18 (531 УДК 621. 313. 04 (088 ° 8) Дата .опубликования описания 15. 05. 82

Л.С. Гольдин, Н.Г. Задыхина и В.Ш. Фикс (72) Авторы . изобретения

Всесоюзный .научно-исследовательский проект т -,. . 1 конструкторский и технологический институт ( взрывозащищенного и рудничного электрооборудования (71) Заявитель (54) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИИ ПОДШИПНИКОВЫХ УЗЛОВ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

Изобретение относится к электромашинострсению, а также к испытаниям электрических машин мощностью 0,252000 кВт.

Известен стенд, в котором при испытании подшипниковых узлов электрических машин создают электромагнитное притяжение ротора к статору машины постоянного тока за счет подачи питания в обмотку возбуждения половины рядом размещенных полюсов . статора (1).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является стенд для ускоренных испытаний подшипниковых узлов электродвигателей на надежность, в котором создаются нагрузки на консоли вала электродвигателя (2).

Недостатком обоих технических решений является то, что они проводятся непосредственно на электродвигателях, что вызывает нерациональный расход оборудования (как минимум 5 двигателей для одного типоразмера) и электроэнергии, не допускает изза прочностных способностей валов электродвигателей, повышение испытательных нагрузок более чем в два раза, т.е. не более 20% динамической грузоподъемности. Последнее ограничение не представляет возможности снизить сроки испытаний одного типоразмера менее 2-2,5 лет (при круглосуточной работе), в то время когда требуемый период составляет 3-6 месяцев. Помимо этого, эти методы.не достоверны из-за того, что не воссоздаются эквивалентные условия,соответствующие повьпаенным нагрузкам, температуре, вибрации, динамической неуравновешенности, силам магнитного притяжения, так как не представляется практически возможным выбрать го15 товый двигатель, соответствующий экстремальным значениям.

Цель изобретения - сокращение сроков Испытаний.

Указанная цель достигается тем, что в стенде для испытаний подшипниковых узлов электрических Машин, включающем установленные на валу подшипниковые узлы, .радиальные и акскальные нагружатели, блок контроля

25 температуры, вал в части, расположенной между испытываемыми подшипниковыми узлами, выполнен эксцентричным .относительно оси вращения, и на эксцентричной части вала посредством

30 подшипников установлен радиальный

928534 4 нагружатель а аксиальный нагружатель расположен со стороны, противоположной выходному концу вала, соединенному с приводным двигателем, причем подшипниковые узлы .снабжены блоком поддержания эквивалентного темпера- 5 турного режима.

На чертеже изображен стенд для испытаний подшипниковых узлов электрических машин.

Стенд включает испытуемые подшипниковые узлы 1, которые конструктив-, но имеют полное соответствие внутренних полостей.по объему, конфигурациям, посадкам и типу подшипника испы-. туемой электрической машине и снабже-!5 ны дополнительно деталями (к примеру, щитами), имеющими внутренние полости с целью использования иХ для охлаждения испытуемых подшипников при испытаниях. Подшипниковые узлы щ

1, в количестве двух штук, имеют строгое конструктивное.соответствие опорам электрической машины. Узел радиального нагружателя состоит из подшипниковошарнирной опоры 2, тензо- Z5 метрической серьги 3, упругих элементов 4, в качестве которых могут быть элементы механики, гидравлики ,или пневматики, и винтовой пары (с контрольной гайкой) 5. Узел осево- го нагружателя, состоит из тензомет- . рического диска 6, упругих элементов

7 (подобно элементам 4) и упорновинтовых элементов 8. Подшипниковые узлы 1 монтируются на валу 9, который выполнен эксцентричным относительно оси вращения. Радиальный нагру жатель установлен на эксцентричной части вала. Выходной конец вала соединен с приводным двигателем 10.

Система тензометрического контроля 40 и настройки радиальной и осевой нагрузки состоит из тензометров 11, тензоусилителя 12 и стрелочного прибора 13 (к примеру миллиамперметра).

Блок контроля температуры состоит 45 из термопар 14 и подведен к потенциометру 15. Блок поддержания температурного режима 16.

Основа проведения испытаний представляет создание повышенных эквивалентных радиальных и осевых нагрузок посредством нагружателей и создания эквивалентных вибрационных нагрузок посредством специально рассчитанного эксцентричного вала 9, Вал 9 рассчитывается на прогиб по величине эквивалентной прогибу вала электрической машины, подшипниковые узлы которой подвергаются испытаниям, Пролет между испытуемыми подшипниками 6 и их расстояния от оси радиального нагружателя (а и Ь) определяются на предварительной расчетной стадии испытаний, как величины эквивалентные конструкции соответствующей электрическоймашине.На предвари- 65 тельной подготовительной стадии проведения испытанийопределяется временной коэффициент ускорения процесса испытаний.

Тарировка тензометров нагружателей производится статически известными методами; составляется график зависимости нагрузки (в кгс) от показаний прибора 13 в мА. Выбор и установка испытательной нагрузки на стенде осуществляется посредством сжатия упругих элементов 4 и 7, с осуществлением контроля на приборе

13. ТакИм Образом, изменение мехаиических характеристик упругих элементов 4 и 7 в процессе длительных испытаний подшипниковых узлов не влияет на изменение испытательной нагрузки, так как посредством тензометричес ой системы осуществляется постоянный контроль. На опоры реальной электрической машины воздейству; ют внутренние и внешние силы. Перекос внутреннего и наружного колец подшипника зависит от разности этих сил,и соотношения плеч приложения векторов сил. В предлагаемом стенде воздействие испытательных сил на относительный перекос колец подшипника имеет односторонний характер, чем специальнО ужесточается процесс испытаний. Одновременно проведение испытаний осуществляется при установленном максимальном прогибе вала, который по нормативам для электродвигателей составляет 10% равномерного одностороннего воздушного зазора.

Величина прогиба вала и радиальная

Испытательная нагрузка взаимно-связанные параметры, что представляет удобства контроля. Посредством блока 1,6, который может быть пневматическим либо гидравлическим, выдерживается заданный температурный уровень в пределах: минимальном, ограниченным эксплуатационным максимумом в электрической машине 55 С и максимальном, допустимым для подшипника качения 95 С. Количество испытуемых подшипниковых узлов, в соответствии с установленными нормативными требованиями 90%-го ресурса, принимается кратным десяти. Время ускоренных ресурсных испытаний одной испытуемой подшипниковой пары определяется

" u

Г и kp где Ь " долговечность при испытательной нагрузке;

Ър — коэффициент ресурса.

Предлагаемый стенд позволяет воссоздать эквивалентные условия при испытаниях подшипниковых узлов электрических машин с одновременщ и интенсификацией сроков испытаний, соответствующих планируемому периоду

3-6 месяцев. Достижение поставленной цели основано на том, что реальные

928534

Формула изобретения конструкции подшипниковых узлов электрических. машин в паре подвергаются ресурсным испытаниям отдельноj вне электрической машины. При этом в стенде для испытаний подшипниковых узлов воссоздаются эквивалентные параметры радиальных и осевых нагрузок, прогиба вала двигателя, вибрации вращающихся элементов тем экстремальным расчетным значениям, которые имеют место в электрической машине.

В этом стенде на подшипники создаются нагрузки вьаае экстремально расчетных в диапазоне (40-100) % динамической грузоподъемности подшипника. В основу ускорения. процесса положены известные для подшипников качения аналитические зависимости долговечности. При испытании подшипниковых узлов на предлагаемом стенде испытательную нагрузку (в кгс) можно увеличить в несколько раэ по сравнению с расчетной экстремальной эквивалентной нагрузкой на подшипник.

Тогда процесс испытаний сократится в обратно-показательной зависимости и требуемый период испытаний 3-6 месяцев, включая подготовительный процесс, непосредственно испытания (при работе в одну .смену) и обработВНИИПИ Заказ 3276/70

Тираж 719 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, .ул. Проектная, 4 ку результатов, становится выполнимым.

Стенд для испытаний подшнпниковых узлов электрических машин, включающий установленные на валу подшипниковые узлы, радиальные и аксиальные нагружатели, блок контроля температуры, отличающийся тем, что, с целью сокращения сроков испытаний, вал в части, расположенной между.испытываемйми.подшипниковыми узлами, выполнен эксцентричным относительно оси вращения, и на эксцентричной части вала посредством

)5 подшипников установлен радиальный нагружатель,а аксиальный нагружатель расположен со стороны, противоположной выходному концу вала, соединенному с приводным двигателем, причем

Щ подшипниковые узлы снабжены блоком поддержания эквивалентного темпераD турного режима.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 493864, кл..Н 02 К 15/14 1974.

2; Сб. Взрывобеэопасное электрооборудование, вып. IX, М., 1978, с. 95-101,