Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

1 Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava Fakulta elektrotechniky a informatiky Katedra elektrických strojů a přístrojů 453 Vysoká škola báňská.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "1 Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava Fakulta elektrotechniky a informatiky Katedra elektrických strojů a přístrojů 453 Vysoká škola báňská."— Transkript prezentace:

1 1 Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava Fakulta elektrotechniky a informatiky Katedra elektrických strojů a přístrojů 453 Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava Fakulta elektrotechniky a informatiky Katedra elektrických strojů a přístrojů 453 Elektrotepelné vlastnosti kontaktního styku ložiska Jiří Pospišilík Elektrotepelné vlastnosti kontaktního styku ložiska Jiří Pospišilík

2 2 Definování problematiky a rozložení analýzy 1.vznik a existence ložiskových proudů a hřídelových napětí, 2.rozbor nahodilosti, existence, lidský faktor, 3.podpůrné a omezující faktory existence a trvání, 4.opotřebení ložisek, tribologie, elektrochemické a tepelné procesy, 5.způsob detekce, měření a diagnostika, 6.problematika omezení konstrukčními úpravami, 7.metodika prevence a informovanost. 1.vznik a existence ložiskových proudů a hřídelových napětí, 2.rozbor nahodilosti, existence, lidský faktor, 3.podpůrné a omezující faktory existence a trvání, 4.opotřebení ložisek, tribologie, elektrochemické a tepelné procesy, 5.způsob detekce, měření a diagnostika, 6.problematika omezení konstrukčními úpravami, 7.metodika prevence a informovanost. Jedná o řešení multidisciplinárního problému a je nutné uvažovat nad všemi závislostmi: 1.z technického, 2.ekonomického, 3.a morálního pohledu 4.a odborného vzdělání osob spojených s montáží a údržbou 1.z technického, 2.ekonomického, 3.a morálního pohledu 4.a odborného vzdělání osob spojených s montáží a údržbou

3 3 Výpočet magnetického pole pomocí MKP ANSYS Výpočet magnetického pole pomocí MKP ANSYS Nesymetrie magnetického pole Může být způsobena: technologickým postupem výroby, nesprávným zatěžováním, nesymetrií napájecí sítě, nesprávnou montáží, nevhodnou konstrukcí, ….. Charakter: statické, dynamické, základní harmonické, vyšší harmonické

4 4 Detekce harmonických v rozběhovém proudu - STFT analýzy Frekvenční otiskLabVIEW TM Detekce harmonických v rozběhovém proudu - STFT analýzy Frekvenční otiskLabVIEW TM

5 5 Definice - Proudovodné dráhy ložiskových proudů

6 6 Princip měření na zkoušeném ložisku

7 7 Napětí Proud RMS Průběh změny elektrické pevnosti na ložisku s teplotou LabVIEW TM Průběh změny elektrické pevnosti na ložisku s teplotou LabVIEW TM

8 8 Plastický tuk dodávaný výrobcem Elektrická pevnost v počátku měření byla dostatečná, k průchodům proudu dochází jen v ojedinělých případech. S rostoucí teplotou postupně narůstá četnost průchodů. Od určité teploty (v tomto případě 37,5°C) ztrácí mazivo schopnost obnovit elektrickou pevnost. Vodivý plastický tuk Po demontáži, vyčištění a opětném namazání vodivým mazivem již ložisko neztrácí svou pevnost. Proud protéká mazivem bez újmy na vlastnostech a jeho vodivost roste s oteplením ložiska, následkem záporného teplotního koeficientu odporu Monitoring vodivosti uzavřeného ložiska v závislosti na teplotě LabVIEW TM Monitoring vodivosti uzavřeného ložiska v závislosti na teplotě LabVIEW TM

9 9 Měření vodivosti ložiska při frekvenci napětí 50Hz a 1KHz

10 10  Počáteční magnetizace, μ r BH Charakteristiky pro Hz Magnetické vlastnosti ložiskových ocelí ANSYS Magnetické vlastnosti ložiskových ocelí ANSYS

11 11 Specifika kontaktního styku ložiska 1.Děj je dynamický, stochastický 2.Vzájemný pohyb stýkajících se těles 3.Styková plocha je poměrně menší než u trvalého styku 4.Materiál kontaktů je ferromagnetický 5.Dynamické účinky tepelného namáhání, 6.Dynamické účinky silového namáhání 7.Lokální strukturální změny 8.Velikost vstupních veličin je daná mnoha nedefinovatelnými parametry 1.Děj je dynamický, stochastický 2.Vzájemný pohyb stýkajících se těles 3.Styková plocha je poměrně menší než u trvalého styku 4.Materiál kontaktů je ferromagnetický 5.Dynamické účinky tepelného namáhání, 6.Dynamické účinky silového namáhání 7.Lokální strukturální změny 8.Velikost vstupních veličin je daná mnoha nedefinovatelnými parametry Zjednodušení: 1.Vzájemný pohyb převedený na kvazistacionární děj 2.Teplotní koeficienty zanedbány 3.Proud definovaný max. hodnotou a časovým charakterem 4.Řešení elektromagnetického, tepelného a strukturálního modelu samostatně 5.Bez přídavného silového zatížení, 6.Deformace materiálu neovlivňuje zpětně elektromagnetický model 1.Vzájemný pohyb převedený na kvazistacionární děj 2.Teplotní koeficienty zanedbány 3.Proud definovaný max. hodnotou a časovým charakterem 4.Řešení elektromagnetického, tepelného a strukturálního modelu samostatně 5.Bez přídavného silového zatížení, 6.Deformace materiálu neovlivňuje zpětně elektromagnetický model

12 12 Kontaktní styk Oblasti tepelného a silového namáhání 1.Velikost kontaktní plochy 2.Velikost eliptické plochy S=40,42 μm 2, a=9,26 μm, b=5,556 μm, 3.proud ložiskem I=1A, 4.rezistivita oceli Ωm, 5.měrné teplo 450J/(kg.K), 6.měrná hmotnost 7850 kg/m 3, 7.měrná tepelná vodivost 50 W/m.K 8.a počáteční teplota masy ložiska 60 °C. 1.Velikost kontaktní plochy 2.Velikost eliptické plochy S=40,42 μm 2, a=9,26 μm, b=5,556 μm, 3.proud ložiskem I=1A, 4.rezistivita oceli Ωm, 5.měrné teplo 450J/(kg.K), 6.měrná hmotnost 7850 kg/m 3, 7.měrná tepelná vodivost 50 W/m.K 8.a počáteční teplota masy ložiska 60 °C.

13 13 3. Výběr kulové části 2. Čtvrtinový model jednoho kontaktu 1. Osminový model ložiska Postupná tvorba a zjednodušování modelu kontaktního styku ANSYS Postupná tvorba a zjednodušování modelu kontaktního styku ANSYS

14 14 Rozložení teploty Proudová hustota Rozložení veličin v místě styku ANSYS Rozložení veličin v místě styku ANSYS

15 15 Rozložení potenciálu Vektorové zobrazení proudové hustoty Rozložení veličin v místě styku ANSYS Rozložení veličin v místě styku ANSYS

16 16 Silové namáhání Magnetická indukce Rozložení veličin v místě styku ANSYS Rozložení veličin v místě styku ANSYS

17 17 Poškození ložiska drážkováním Detail kovové šupiny Poškození drážkováním Rozhraní poškození

18 18 Valivá dráha 6,25x Valivá dráha mimo aktivní pásmo 2000x Valivá dráha v aktivním pásmu 2000x Ložisko po zkoušce zatížení proudem 1A 50 Hz, 300 h

19 19 U RR B Osc C D1 - D4 U1 Uměle vyrobený výboj vybíjením kapacity

20 20 Místo výboje 100x Výřez z místa výboje 1200x Řez v místě výboje 250x Mikroskopické snímky umělého výboje na ložisku

21 21 Účinky proudu Závěrem: 1.Malé proudy (řádově mA) Mohou vznikat při velkém napětí a v obvodech s velkou impedancí. Poškozují svým jiskrovým charakterem mazivo v místě styků a snižují tak spolehlivost chodu ložiska. Při pravidelné výměně maziva nemusí zapůsobit havárii. 2.Střední proudy (0.1– 1A) Zatěžují ložisko tepelně, mazivo se mění rychleji, podílejí se na zvýšení oteplení, opotřebení ložiska se zvětší. Ložisko může vykazovat dříve poškození, ale při naddimenzování životnosti, což u strojů středních výkonů může být, k havárii nedojde. 3.Velké proudy (1 – cca 20A) Začínají zahřívat materiál v místě styku na teploty, při nichž dochází ke strukturálním změnám, Ztráta pevnosti, vibrace, velké tření. Mazivo je spálené hned v začátku působení. Doba do havárie max. do 1000 hodin. 4.Extrémní proudy (nad 20 - řádově kA) – Zkratové proudy okamžitě způsobí natavení místa případně celé dráhy. Havárie nastane do několika minut. 1.Malé proudy (řádově mA) Mohou vznikat při velkém napětí a v obvodech s velkou impedancí. Poškozují svým jiskrovým charakterem mazivo v místě styků a snižují tak spolehlivost chodu ložiska. Při pravidelné výměně maziva nemusí zapůsobit havárii. 2.Střední proudy (0.1– 1A) Zatěžují ložisko tepelně, mazivo se mění rychleji, podílejí se na zvýšení oteplení, opotřebení ložiska se zvětší. Ložisko může vykazovat dříve poškození, ale při naddimenzování životnosti, což u strojů středních výkonů může být, k havárii nedojde. 3.Velké proudy (1 – cca 20A) Začínají zahřívat materiál v místě styku na teploty, při nichž dochází ke strukturálním změnám, Ztráta pevnosti, vibrace, velké tření. Mazivo je spálené hned v začátku působení. Doba do havárie max. do 1000 hodin. 4.Extrémní proudy (nad 20 - řádově kA) – Zkratové proudy okamžitě způsobí natavení místa případně celé dráhy. Havárie nastane do několika minut.

22 22 Za pozornost Vám děkuje Jiří Pospišilík Vysoká škola Báňská -Technická univerzita Ostrava Doktorand oboru elektrické stroje, přístroje a pohony

23 23 Tlakové úbytky ve ventilačních drážkách stroje ANSYS Tlakové úbytky ve ventilačních drážkách stroje ANSYS

24 24 Tok média v elektrickém stroji ANSYS Tok média v elektrickém stroji ANSYS

25 25 Tlakové úbytky ve ventilačních drážkách stroje ANSYS Tlakové úbytky ve ventilačních drážkách stroje ANSYS


Stáhnout ppt "1 Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava Fakulta elektrotechniky a informatiky Katedra elektrických strojů a přístrojů 453 Vysoká škola báňská."

Podobné prezentace


Reklamy Google