способ диагностики износа подшипника турбонасосного агрегата

Формула изобретения

Способ диагностики износа подшипника турбонасосного агрегата, работающего на перекачивающем компоненте, отбираемом из полости высокого давления, основанный на контроле параметров гидравлического тракта подшипника, отличающийся тем, что при эксплуатации контролируют отношение давления в полости подшипника к давлению в полости высокого давления с измерением величины падения отношения давлений от первого включения агрегата до момента диагностической проверки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к турбонасосостроению и может найти применение в турбонасосных агрегатах для диагностики состояния подшипников в процессе эксплуатации.

Известен способ диагностики износа состояния подшипника турбонасосного агрегата по замеру вибрации корпуса агрегата (см. "Техническая диагностика", Трубы 1 Всесоюзного совещания по технической диагностике, "Наука", М., 1972, с. 69...73).

Однако известный способ применим только на тихоходных машинах с малыми вибрациями окружающих агрегатов. Он же не применим на ЖРД, где из-за повышенных вибраций окружающих агрегатов (например, камеры сгорания) будет большое влияние их на вибрации корпуса турбонасосного агрегата, что дает ложную информацию о вибрациях самого агрегата.

Известен способ диагностики износа подшипника турбонасосного агрегата, основанный на замере температуры подшипника во время работы (см. книгу Н.Н. Сиротин и Ю. М.Коровкин "Техническая диагностика авиационных газотурбинных двигателей", "Машиностроение", М., 1979, с. 197...199).

Недостатком известного способа является низкая достоверность результатов диагностики и не пригодность для использования в агрегатах транспортирующих криогенные жидкости, которые одновременно используются для смазки и охлаждения подшипника.

При интенсивной прокачке смазывающего и охлаждающего компонента (например, керосина) будет обеспечиваться интенсивный теплосъем с подшипника и даже при повышенном износе показания датчика температуры не будут отражать истинную картину износа, что снижает достоверность диагностики.

В случае прокачки агрегатом криогенного компонента (жидкий кислород, жидкий азот), когда температура минусовая, известный способ диагностики вообще становится непригодным.

Цель изобретения - повышение достоверности диагностики и облегчение автоматизации.

Эта цель достигается тем, что в турбонасосном агрегате для подшипника, работающего на перекачиваемом компоненте, обеспечивают контроль параметров гидравлического тракта подшипника и при эксплуатации контролируют отношение давления в полости подшипника к давлению в полости высокого давления с измерением величины падения отношения давлений от первого включения агрегата до момента диагностической проверки.

Способ поясняется чертежом.

На валу 1 установлена крыльчатка 2 насоса, упорный подшипник 3 и диск 4 бустерного устройства. В корпусе 5 закреплено торцевое уплотнение 6 и радиальные уплотнения 7, 8, 9, изготовленные, например, из фторопласта. Трубопровод 10 высокого давления снабжен манометром 11 замера давления, а трубопровод 12 подвода компонента к подшипнику 3 и бустеру 4 снабжен настроечный шайбой 13 и манометром 14.

В процессе работы турбонасосного агрегата под действием радиальной силы ротор смещается в направлении, перпендикулярном оси. При этом сначала происходит увеличение эксцентриситета щелей в уплотнениях, а затем и врезание деталей ротора во фторопласт 7, 8, 9 и последующий износ уплотнений. Увеличение эксцентриситета щелей приводит к увеличению расхода жидкости через щель. Рост расхода продолжается и при износе уплотнений. Изменение расхода жидкости через трубопровод 12 фиксируется настроечной шайбой и манометром 14. То же самое будет происходить при наличии осевой силы и осевом износе подшипника 3. При этом будет износ уплотнения 6 и увеличенный расход в этом направлении.

Следовательно, при изменении геометрии тракта подшипника при износе его здесь изменяются расходные характеристики тракта подшипника, которые фиксируются контрольной аппаратурой на любом этапе контроля и сравниваются с параметрами в момент начала работы.

Ни вибрационное состояние корпуса, ни температура здесь не являются помехой для контроля конкретных параметров, которые можно связать с системой автоматики. Эти факторы и обеспечивают достижение поставленной цели.

Способ внедрен и экспериментально проверен.