СПОСОБ КОНТРОЛЯ ИЗМЕНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ РАМОВЫХ ПОДШИПНИКОВ ДИЗЕЛЯ В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ СИСТЕМЫ ДИЗЕЛЬ - ВАЛОПРОВОД
METHOD OF MONITORING CHANGE IN STATE OF CRANKSHAFT OF DIESEL ENGINE BEARINGS DURING OPERATION OF DIESEL SHAFT DUCT SYSTEM

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для эксплуатационного контроля изменения состояния подшипников двигателя (дизеля).
В настоящее время состояние подшипников дизеля в соответствии с Инструкциями заводов-изготовителей и Правил Регистра определяют по замерам раскепов во время остановки дизеля (см. Правила технической эксплуатации судовых технических средств и конструкций. РД31.21.30-97. Министерство транспорта Российской Федерации. Санкт-Петербург. 1997 г. ) (Раскепы - это разность расстояний между щеками мотыля коленчатого вала при двух диаметрально противоположных положениях колена. По расхождению щек судят о изгибе вала в районе данного мотыля). О недопустимом состоянии рамовых подшипников дизеля судят по увеличенному раскепу.
Износ вкладыша рамового подшипника дизеля приводит к расцентровке выходного вала дизеля с валопроводом и повышенной вибрации. Таким образом, расцентровка может являться диагностическим признаком состояния неисправности подшипников дизеля, связанных с износом вкладышей.
Известны приборы, которые позволяют оценить расцентровку и отцентровать систему дизель - валопровод. Эти приборы используют сразу после остановки двигателя на прогретом двигателе или после длительной остановки на холодном двигателе (см. Прибор К-601, НПФ «Ресурс, Санкт-Петербург; Прибор ПЦВ-1, ФНЦП НИИКИ ОЭП, ИНФОРМТЕХ, Сосновый бор; Прибор Квант, Балтех, Санкт-Петербург).
В процессе эксплуатации происходит ухудшение состояния подшипников дизеля, которое может сказаться на безопасности эксплуатации судна, особенно при длительных рейсах. Поэтому необходимо контролировать состояние подшипников дизеля не только при остановках, но и при работающем дизеле. Указанные приборы не позволяют осуществить контроль за изменением расцентровки системы дизель - валопровод, а следовательно, проконтролировать изменение состояния рамовых подшипников дизеля при его работе.
Известен способ контроля расцентровки системы дизель - валопровод, основанный на измерении спектров вибрации, который позволяет автоматизировать процесс контроля и который можно использовать для оценки изменения состояния рамовых подшипников (см. Русов В.А. «Спектральная вибродиагностика». 1996, 120 с.). Этот способ является ближайшим аналогом.
Известный способ осуществляется следующим образом. В процессе эксплуатации определяют спектр вибросигнала на опорах дизеля. При наличии расцентровки системы дизель - валопровод в спектре вибросигнала появляются три гармоники оборотной частоты - первая, вторая и, довольно часто, третья. Об изменении состояния подшипников дизеля судят по наличию расцентровки, т.е. по появлению в спектре вибросигнала дополнительных гармоник. Этот способ может быть автоматизирован и тем самым позволил бы исключить человеческий фактор при оценке технического состояния подшипников дизеля.
Однако такой же набор гармоник имеется в спектре вибросигнала при ослаблении крепления к фундаменту, при дефектах посадки подшипника и т.д. Кроме того, для многочисленных типов двигателей весьма затруднительно устанавливать нормы по абсолютной величине характеристик для указанных гармоник спектра вибраций. Кроме того, при измерении не учитывают фазовые соотношения между различными формами колебаний, которые различны при различных причинах возникновения расцентровки. Указанные недостатки не позволяют оперативно, точно и надежно оценить наличие расцентровки системы дизель - валопровод, а следовательно, определить изменение состояния рамовых подшипников. Поэтому практического применения указанный способ не получил.
Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, состоит в создании способа, который позволял бы оперативно, надежно и точно, при необходимости в автоматическом режиме определять изменение состояния рамовых подшипников дизеля при эксплуатации судна, а не только при остановленном двигателе.
Эта задача решается тем, что, как в известном решении, контроль изменения состояния рамовых подшипников дизеля в процессе эксплуатации системы дизель - валопровод осуществляют путем измерения вибрации на корпусе подшипника.
Отличие предлагаемого решения состоит в том, что изменение состояния рамовых подшипников дизеля определяют по возникновению расцентровки выходного вала дизеля и валопровода в процессе эксплуатации путем измерения на эксплуатационном режиме на частоте вращения выходного вала дизеля амплитуды и фазы вибрации на двух опорах: на первой опоре - корпусе подшипника выходного вала дизеля и на второй опоре - корпусе первого подшипника валопровода в осевом и радиальном направлениях с помощью датчиков вибрации, установленных на опорах навстречу друг другу в осевом направлении и в одну сторону в радиальном направлении, а об изменении состояния рамовых подшипников делают вывод, если амплитуда вибрации на каждой опоре в осевом направлении больше, чем в радиальном направлении, и вибрация на первой опоре синфазна по отношению к вибрации на второй опоре в радиальном и в осевом направлениях, или если амплитуда вибрации на каждой опоре в радиальном направлении больше, чем в осевом направлении, и вибрация на первой опоре противофазна по отношению к вибрации на второй опоре в радиальном направлении.
Необходимый результат достигается тем, что независимо от типа дизеля соотношения фаз вибрации на корпусе выходного вала дизеля и на корпусе первого подшипника валопровода в радиальном и осевом направлениях при расцентровке (изломе осей валов) становятся синфазными и при расцентровке (смещении осей валов) становятся в радиальном направлении противофазными.
Сущность изобретения поясняется фиг. 1, где 1 - двигатель (дизель), 2 - выходной вал дизеля, 3 - валопровод, 4 - первая опора (корпус подшипника выходного вала дизеля), 5 - вторая опора (корпус первого подшипника валопровода), 6, 7 - датчики вибрации в радиальном и осевом направлениях, установленные на первой опоре соответственно, 8, 9 - датчики вибрации в радиальном и осевом направлениях, установленные на второй опоре соответственно.
Способ осуществляется следующим образом.
Изначально система дизель - валопровод находится в рабочем состоянии. Дизель 1 и валопровод 3 закреплены, выходной вал дизеля 2 и валопровод 3 отцентрованы. На первой 4 и второй 5 опорах закрепляют датчики вибрации 6, 7 и 8, 9 соответственно. При этом датчики 6 и 8, измеряющие вибрацию в радиальном направлении, установлены на первой 4 и второй 5 опорах в одну сторону (в одном направлении), а датчики 7 и 9, измеряющие вибрацию в осевом направлении, устанавливают навстречу друг другу. Такое крепление датчиков вибрации обусловлено практическим удобством их крепления на опорах, и при таком креплении датчиков вибрации можно получить указанное соотношение фаз.
После запуска дизеля в процессе его работы снимают показания датчиков:
P1
Р1
О1
О1
амплитуду и фазу в радиальном A, Ф (датчик 6) направлении, амплитуду и фазу в осевом А, Ф (датчик 8) направлении на первой опоре;
Р2
Р2
О2
О2
амплитуду и фазу в радиальном А, Ф (датчик 7) направлении, амплитуду и фазу в осевом А, Ф (датчик 9) направлении на второй опоре.
Сравнивают амплитуды и фазы в радиальном направлении на каждой опоре с амплитудами и фазами в осевом направлении.
P1
O1
Р2
О2
Р1
Р2
О1
О2
Если амплитуды в осевом направлении на обеих опорах больше, чем в радиальном A<A, А<А, и вибрации в радиальном направлении синфазны Ф=Ф, Ф=Ф, то это свидетельствует о наличии расцентровки валов - изломе осей выходного вала дизеля и валопровода и соответственно о наличии износа вкладышей рамовых подшипников
P1
O1
Р2
О2
Р1
Р2
Если амплитуды вибрации в радиальном направлении на обеих опорах больше, чем в осевом направлении A>A, А>А, и вибрация в радиальном направлении на обеих опорах находится в противофазе, Ф=-Ф, то это свидетельствует также о наличии расцентровки (смещении осей выходного вала дизеля и валопровода), она тоже говорит о наличии износа вкладышей рамовых подшипников.
Любые другие соотношения амплитуд и фаз вибрации не являются свидетельством наличия расцентровки валов и износа вкладышей рамовых подшипников.
Процесс контроля можно проводить непрерывно в течение всего времени работы дизеля. Этот способ позволяет автоматизировать процесс контроля за изменением состояния рамовых подшипников дизеля в процессе эксплуатации. В случае возникновения ситуации указанной выше подается сигнал к остановке дизеля и проверке состояния вкладышей рамовых подшипников дизеля.