УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОДОЛЬНЫХ, ПОПЕРЕЧНЫХ И КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ НАСОСНО-КОМПРЕССОРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Полезная модель относится к области машиностроения и может найти применение для реализации экспериментальных методов исследований колебаний и соответствующих им явлений в насосно-компрессорном оборудовании.
Известно устройство (свидетельство РФ №2972 «Стенд для испытания моделей судового валопровода», В63Н 23/34, G01M 13/02, опубликовано 16.10.1996), содержащее электродвигатель постоянного тока, кривошипно-шатунный механизм, гребной, промежуточный и упорный валы, гребной винт со съемными лопастями и вибраторы. Гребной винт связан с коленчатым валом посредством гребного, промежуточного и упорного вала. Все валы размещаются на подвижных опорах скольжения, динамические свойства которых можно задавать в соответствии с задачей исследования. Опоры можно передвигать вдоль оси валопровода. Валы съемные и самоцентрирующиеся, в качестве упорного подшипника установлен радиально-шариковый подшипник, заключенный в массивный корпус.
Недостатками известного устройства являются его сложность и высокая стоимость.
Наиболее близким по технической сути является устройство (патент РФ №143661 «Устройство для исследований поперечных и продольных колебаний валопроводов судов», G01H 17/00, опубликовано 27.07.2014) для исследования поперечных и продольных колебаний валопроводов судов, имеющее раму и опоры, асинхронный двигатель, диск, через который передается переменная по величине сила и действует переменный изгибающий момент.
Данное устройство имеет ряд недостатков, не позволяющих в полной мере исследовать системы вращающихся валов. Недостатками устройства являются невозможность исследования продольных, поперечных и крутильных колебаний вала с учетом действия нагрузок.
Техническая задача - создание установки для исследования продольных, поперечных и крутильных колебаний вала применительно к системе насосно-компрессорного оборудования с учетом изменения параметрических характеристик подшипникового узла насосно-компрессорного оборудования, позволяющей расширить диапазон исследований и получить массив экспериментальных данных для дальнейшей обработки.
Технический результат - повышение точности экспериментальных исследований колебаний вращающегося вала насосно-компрессорного оборудования за счет расширения диапазона исследований параметрических характеристик подшипникового узла.
Технический результат достигается тем, что известное устройство, имеющее раму и опоры, асинхронный двигатель, протяженную опору с корпусом и вкладышем, диск, отличающаяся тем, что протяженная опора установки дополнительно имеет возможность совершать возвратно-поступательные движения по вертикали за счет передвижения ролика по кулачку, установленному на втулке опоры, причем вращение вала с диском и протяженной опоры создается за счет передачи вращения валов двух асинхронных двигателей с преобразователями частоты через клиноременную передачу.
Протяженная опора установки, совершающая возвратно-поступательные движения по вертикали, моделирует изменения параметрических характеристик подшипника скольжения насосно-компрессорного оборудования. Дополнительно, исследования продольных, поперечных и крутильных колебаний вала применительно к системе насосно-компрессорного оборудования на данной установке достигаются в результате выбора материала подшипника, подбора подшипника с определенной величиной износа и частотой вращения кулачка позволяющего получать соответствующие экспериментальные данные.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором схематично изображена установка исследования продольных, поперечных и крутильных колебаний вала применительно к системе насосно-компрессорного оборудования (фиг.).
Экспериментальная установка представлена на чертеже (фиг. 1 - общий вид установки для исследования продольных, поперечных и крутильных колебаний валов насосно-компрессорного оборудования). Установка имеет металлическую раму 1, вал 2, соединенный фланцами 3, установленный на двух подшипниках качения 4 и подшипнике скольжения 5. Материал подшипника скольжения - капролон, фторопласт, резина, баббит и т.д. Подшипники установлены на двух опорах 6 и 7. Вал приводится в движение асинхронным двигателем 8 через клиноременную передачу 9. На конце вала 2 установлен диск 10. Подшипник скольжения 5 за счет опоры 7 может совершать возвратно-поступательные движения по вертикали. Сама опора 7 состоит из стойки, четырех втулок, цилиндра, пружины, двух стаканов ролика и кулачка. Движение подшипника скольжения 5 приводится за счет вращения вала асинхронного двигателя 11 через клиноременную передачу 12.
Работа устройства. Асинхронный двигатель 8 через клиноременную передачу 9 передает крутящий момент валу 2 установки. В процессе вращения вала подшипник скольжения 5 совершает возвратно-поступательные движения заданной частоты. Частота вращения вала 2 и движения подшипника скольжения регулируется при помощи преобразователя частот (на чертеже не указаны).
В процессе проведения эксперимента можно изменять материал вкладыша и величину зазора подшипника скольжения 5, материал и диаметр вала 2, вертикальное движение подшипника скольжения 5.
Установка позволяет изучать продольные, поперечные и крутильные колебания вала применительно к системе насосно-компрессорного оборудования. Также возможно проведение на установке механических испытаний металлов на усталость при поперечном изгибе и консольном нагружении рабочей части образца вала 2.
Таким образом, предлагаемая в качестве полезной модели установка позволяет исследовать продольные, поперечные и крутильные колебания вала применительно к системе насосно-компрессорного оборудования с учетом изменения параметрических характеристик подшипникового узла насосно-компрессорного оборудования, позволяющей расширить диапазон исследований и получить массив экспериментальных данных для дальнейшей обработки.
Предлагаемая полезная модель позволяет изучить и исследовать влияние величины износа подшипника скольжения на частоту возникновения явления резонанса при различных условиях нагружения вала.