СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ НГТУ. – 2006. – № 1(43). – 49–54

УДК 621-311.1.001.63

Расчет перемещений вала вертикального

гидроагрегата с учетом влияния дефектов

Г. В. ГЛАЗЫРИН§

Рассмотрена методика расчета перемещений ротора вертикального гидроагрегата. Разработана математическая модель движения ротора, основанная на рассмотрении ротора как незакрепленного твердого тела. Предложена и реализована на ЭВМ методика расчета перемещений вала с учетом влияния дефектов. Произведена экспериментальная проверка предложенной методики по послеремонтным актам и формулярам агрегата
№ 7 Новосибирской ГЭС.

ВВЕДЕНИЕ

Опыт эксплуатации показывает, что большинству дефектов гидроагрегата сопутствуют вибрация и биения вала. Как правило, измерение биений вала производится штатными средствами контроля с помощью бесконтактных индукционных датчиков перемещений.

Опытных данных о влиянии различных дефектов на перемещения вала для построения системы диагностики недостаточно. Проведение соответствующих измерений на реальном гидроагрегате затрудняет необходимость постановки экспериментов с большим числом дефектов.

В данной статье рассматривается методика определения перемещений вала вертикального гидроагрегата при заданном наборе дефектов. Результаты расчета по данной методике сравниваются с данными инструментального контроля для агрегата № 7 Новосибирской ГЭС.

1. Дифференциальные уравнения движения ротора

Ротор гидроагрегата рассматривался как незакрепленное твердое тело. Для математического описания положения центра масс ротора использовалась неподвижная прямоугольная система координат OXYZ (рис.1). Ось OZ этой системы координат совпадает с вертикальной осью симметрии статора и направлена вверх. Точка O совпадает с положением центра тяжести ротора, когда совпадают вертикальная ось симметрии ротора и вертикальная ось симметрии статора и зазор между плоскостями трения подпятника отсутствует. Ось OY перпендикулярна плотине и направлена от верхнего бьефа к нижнему.

Уравнения вращения твердого тела вокруг центра масс удобно записывать в системе координат, жёстко связанной с ротором OpXpYpZp (рис.1). Точка Op совпадает с центром масс ротора. Ось OpXp совпадает с вертикальной главной осью инерции ротора и направлена вверх. Оси OрY и OрZр совпадают с двумя другими главными осями инерции.

Для преобразований координат из системы OXYZ в OpXpYpZp и обратно [3] введена дополнительная система координат OpX1Y1Z1 (рисунок).

Системы координат для описания положения ротора

С помощью введенных систем координат положение ротора в пространстве может быть задано шестью переменными: координатами центра масс (точки Op) в системе координат OXYZ (x, y, z) и углами поворота системы координат OpXpYpZp относительно OpX1Y1Z1 (q, y, j).

Движение ротора описывают шесть обыкновенных дифференциальных уравнений

(1)

где – проекции скорости центра масс ротора на оси OX, OY и OZ соответственно; t – время; – проекции результирующей силы, действующей на ротор, на оси OX, OY и OZ соответственно;

Если Вы желаете скачать полную версию статьи, пройдите регистрацию на сайте http://sbornik. infoterra. ru/reg. php

§ Аспирант кафедры систем управления и экономики энергетики