Některé zajímavosti z problematiky kluzných ložisek a měření vibrací I. Ložiska, která se mažou plynem Ložiska nemusí být až tak čistě technická a

Transkript

1 Některé zajímavosti z problematiky kluzných ložisek a měření vibrací I. Ložiska, která se mažou plynem Ložiska nemusí být až tak čistě technická a tudíž z hlediska veřejnosti nudná záležitost, jak by se na první pohled mohlo zdát. Někdy by ovšem člověk dal přednost spíše té nudě, např. když jsme jako jeden z prvních úkolů naší společnosti řešili havárii turbosoustrojí na elektrárně Dlouhé Stráně. Přesto se pokusím se uvést několik příkladů, které nejsou zcela běžné a nepostrádají zajímavost: 1) Zubní vrtačka se vzduchovým uložením a pohonem Pokud má být vrtání zubu bezbolestné, musí být frekvence otáčení vrtáčku taková, aby ji nerv již přestal vnímat. Tomu odpovídají otáčky cca /min. Dosáhnout těchto otáček není problém, ani s rotorem uloženým ve speciálních valivých ložiskách. Valivá ložiska jsou ovšem relativně hlučná a hluk o vysoké frekvenci poškozoval sluch zubních lékařů. Proto byla vyvíjena zubní vrtačka se vzduchovými ložisky s podstatně nižší hlučností. Vzduchová ložiska umožňovala dosáhnout i podstatně vyšších otáček než s valivými ložisky i více než /min. Zde je nutno zdůraznit několik skutečností charakteristických pro vzduchové uložení: a) Rotor s vrtáčkem odděluje od povrchu ložisek pouze vrstvička vzduchu o tloušťce několika tisícin milimetru. Při požití nadměrné síly se vzduchový film prorazí a otáčky se výrazně sníží, protože vzduchová turbinka nemá výkon dostatečný pro překonání zvýšených odporů. b) Při těchto otáčkách je nutno zub chladit vodním sprejem, protože jinak se povrch zubu pálí (při vrtání létají jiskry, podobně jako při broušení oceli). Sprej ovšem vyplachuje ústní dutinu i s choroboplodnými zárodky, které se tam mohou vyskytovat, což ohrožuje zdraví zubních lékařů. Zubaři proto často sprej nepoužívali, čímž docházelo k poškozování skloviny. c) Jak bylo výše uvedeno, aby bylo dosaženo efektu bezbolestnosti, nesmějí otáčky klesnout pod uvedenou minimální hodnotu. Většina zubařů má ovšem těžkou ruku, takže jejich práce vypadá tak, že vrtáček silou zabodnou do zubu, čímž přetíží ložiska a rotorek zabrzdí. Aniž by nechali vrtačku rozběhnout na potřebné otáčky, opětovně zabodnou silou vrtáček do zubu. Tím dosáhnou dvou příznivých efektů vrtání není zdaleka bezbolestné a probíhá daleko pomaleji, než s využitím maximálních otáček. Při vývoji zubní vrtačky bylo nutno řešit nejen vzduchová ložiska, ale i pohon vzduchovou turbinkou. Zároveň bylo nutné obejít existující patenty, protože patentová čistota byly jednou z podmínek zadání. Přes poměrně tristní začátky se nakonec podařilo se vyvinout zubní vrtačku (obr. 1) s parametry srovnatelnými s konkurenčními výrobky a s požadovanou trvanlivostí. Její sériová výroba však nebyla zahájena; jednak s ohledem na výše uvedené metody zubních lékařů, jednak proto, že generální ředitelství Chirany bylo na Slovensku a vrtačku vyvinuli v Česku. Pole ovládly hlučnější, ale hrubému zacházení poněkud odolnější vrtačky s valivými ložisky. Dnes existují i jiné metody bezbolestného vrtání, např. laserem, které ovšem přinášejí některá bezpečnostní rizika. Ostatně ani vrtání vzduchovou vrtačkou není zcela bez rizika: je znám případ, kdy pacientka s údivem sledovala vrtáček proklubávající se ven z její vlastní tváře aniž cítila jakoukoli bolest. Vážnějším případem je vdechnutí nedostatečně uchyceného vrtáčku, po němž nutně následuje operace plic. Při laboratorních zkouškách vrtačky docházelo i ke kuriózním situacím, např. když rotorek vyskočil při otáčkách cca /min z ložiska a poměrně dlouho běhal po zkušebně jako miniaturní dětský vlček. Vypadnutí rotorku bylo možné proto, že se v některých případech zkoušel bez axiálního ložiska. Při měření otáček bylo nutno používat netradičních postupů s využitím kapacitního principu, který jediný umožňoval měřit otáčky

2 vrtáčku o průměru pouze 2 mm do otáček /min. Stabilní běh rotoru bylo nutno zajistit přídavným tlumením ložisek pomocí pryžových kroužků. Kroužky o průměru cca 10 mm a tloušťce 1 mm v socialistickém Československu pochopitelně neexistovaly a bylo nutno je pracně vyrábět tvarováním samovulkanizační pryže ve formě k tomu účelu zhotovené. Obr. 1 Zubní vrtačka Obr. 2 Heliová expanzní turbina 2) Héliová expanzní turbina (obr. 2) Požadavek byl vyvinout turbinku pro zkapalňování helia s otáčkami minimálně /min, z čehož vyplynula opět nutnost použít ložiska mazaná procesním médiem, tedy heliem. Jak je u zcela nových strojů obvyklé, začátky byly velmi těžké. První prototypy turbinky měly aerostatické uložení (s přívodem tlakového plynu do ložisek), které sice fungovalo se vzduchem, ale při použití helia havarovaly kvůli nestabilitě rotoru. Po delší době, když už se schylovalo k zastavení projektu, se podařilo vyvinout aerodynamická ložiska (ložiska, která si nabírají plyn z okolí stejně jako např. olej). Šlo o ložiska s naklápěcími segmenty patentované konstrukce (obr. 2), u nichž bylo možno natavovat vůli při montáži a dokonce i za běhu. Při konstrukci totiž bylo nutno myslet nejen na to, aby byla ložiska funkční, ale také na to, aby byla vyrobitelná při omezených možnostech socialistické výroby. Uložení, které umožňovalo dosáhnout otáček vyšších než /min, se rodilo také v bolestech; např. zpočátku bylo nutno dávat ložiskům injekci nějaké rychle se odpařující kapaliny, aby se rotor rozběhl. Po určité době však bylo dosaženo vysoké spolehlivostí, což lze dokumentovat zkouškami v tehdejším VÚPCHT v Hradci Králové, kde byl prototyp ověřován. Každé ráno přišel někdo na zkušebnu, otočil ventilkem, turbina se rozběhla a odpoledne zase někdo ventilek zavřel (bylo to údajně jako pouštění a zastavování vody otočením kohoutku). Tak to pokračovalo několik týdnů, až vedení ústavu získalo dostatečnou důvěru a nebálo se nabídnout turbinu pro průmyslové využití. Firma Linde vyráběla zkapalňovače helia, určené převážně pro chlazení supravodivých magnetů počítačových tomografů (CT), které přesně takovou turbinu potřebovaly. Přesvědčit firmu Linde o spolehlivosti expanzních turbin nebylo nijak lehké, stálo to ještě hodně úsilí a nervů, protože podmínky na zkapalňovači byly ještě obtížnější než na zkušebně. Nakonec se podařilo vyvinout spolehlivou turbinu s dostatečnou účinností a byl vyroben relativně vysoký počet turbin, které byly ve své době doslovně vyvažovány zlatem. Parametry, zejména provozní otáčky, se postupně zvyšovaly a rostla i provozní spolehlivost turbin. Maximální otáčky současné generace turbin se pohybují až kolem

3 /min. Během předpokládaných hodin provozu tak rotující části absolvují více než otáčkových cyklů. Obvodová rychlost na vnějším průměru disku axiálního ložiska o průměru 25 mm dosahuje více než 450 m/s, tj. 1.4násobku rychlosti zvuku. Na části rotoru s oběžným kolem v délce cca 20 mm se mění teplota z extrémně nízké v místě oběžného kola, cca 5 K ( 268ºC), na teplotu v okolí 50 až 60 C. Přes velmi náročné podmínky se poruchy ložisek vyskytovaly poměrně řídce a ve velké většině případů byly zaviněny jinými příčinami, např. selháním řídicího systému a následným zvýšením otáček nad mez pevnosti materiálu a úplnou destrukcí rotoru. Rovněž u expanzních turbin byl zpočátku pro měření výchylek rotoru používán kapacitní princip, protože žádný z dostupných relativních snímačů neměl takové rozměry, aby se do turbiny vešel. Při měření kapacitními snímači jsme dosáhli rychlostního rekordu ot/min, což byly otáčky, na které by si nikdo bez měření vibrací netroufl ani pomyslet. Miniaturní snímače Micro-epsilon, které byly dostupné od 90. let umožnily zpřesnit měření výchylek rotoru a provádět i provozní dovyvážení korekcí 1. ohybového tvaru. Záznam kmitání dovyváženého rotoru při otáčkách /min na obr. 3, ukazuje amplitudy kmitání nepřevyšující na obou koncích rotoru 3 mikrometry. Obr. 3 Relativní výchylky rotoru expanzní turbiny při otáčkách min -1 Kromě stále rostoucích otáček se zvyšovalo také zatížení aerodynamického axiálního ložiska. Protože průměr ložiska nebylo možno s ohledem na pevnost materiálu zvětšovat, pracovala ložiska s extrémně malou tloušťkou filmu. U některých aplikací bylo nutno plochy axiálního ložiska a disku zaběhnout, tj. postupným zvyšováním zatížení dosáhnout dokonalé rovnoběžnosti kluzných ploch, aby při plném zatížení stačila pro oddělení kluzných ploch vrstva plynu o tloušťce pouze několik desetin mikrometru. Po této operaci však již nebylo možné turbiny demontovat, protože demontáží a opětovnou montáží bylo perfektní usazení kluzných ploch porušeno. 3) Vysokofrekvenční generátor provozovaný jako elektromotor Ústav termomechaniky AV ČR spolu s FE ČVUT pracovaly na vývoji aktivních magnetických ložisek. Těmito ložisky měl být vybaven vysokofrekvenční generátor pro otáčky až /min, vyvinutý ve VÚES Brno. Vývoj magnetických ložisek se

4 nepodařilo dotáhnout do realizační fáze, proto bylo rozhodnuto vybavit VF motor aerodynamickými ložisky. Byla použita koncepce ložisek s naklápěcími segmenty, která se osvědčila již v expanzních turbinách (obr. 4). Vzhledem k hmotnosti rotoru cca 8 kg bylo ovšem nutno cca 5x zvětšit rozměry ložisek ve srovnání expanzní turbinou. Další problém spočíval ve skutečnosti, že rotor byl opatřen permanentními magnety, takže již při velmi malé výstřednosti vznikaly značné síly přitahující rotor k ložiskům. Rozběh byl proto velmi obtížný, zejména proto, že generátor provozovaný jako motor měl velmi malý záběrový moment. Při rozběhu proto bylo nutno opět použít injekce snadno odpařitelné kapaliny do ložisek a rozběhu rotoru pomáhat ručním roztáčením, což bylo dost nebezpečné. Přesto se podařilo dosáhnout otáček /min, a pokud by nedocházelo k nárůstu výchylek rotoru v důsledku přibližování se 1. ohybovým kritickým otáčkám, bylo možno dosáhnout i maximálních otáček /min. Obr. 4 Vysokofrekvenční generátor provozovaný jako motor V průběhu zkoušek se objevil jeden poměrně kuriózní jev, a to subharmonická rezonance segmentu, demonstrovaná kmitáním segmentu s poloviční frekvencí otáček a velkou amplitudou kmitání v okolí otáček /min. To je dobře patrné z obr. 5, kde jsou zachyceny časové průběhy výchylek rotoru v obou ložiskách (nahoře levé ložisko, uprostřed pravé ložisko) a kmitání spodního segmentu (spodní záznam). V pravé části obr. 5 jsou příslušná frekvenční spektra, z nichž je zřejmé, že segment kmitá s poloviční frekvencí otáček rotoru a amplitudou převyšující 35 mikrometrů. V blízkém okolí otáček /min, tj. nad i pod těmito otáčkami, je amplituda kmitání segmentu cca o řád menší. Obr. 5 Subharmonická rezonance segmentu při otáčkách cca /min

5 Zájímavé také bylo, že subharmoická rezonance nastávala pouze v jednom z ložisek. To byl patrně důledek superpozice gravitačních, odstředivých a magnetických sil působícíh na rotor, která vedla rovněž k velmi neobvyklým trajektoriím pohybu. Jak je zřejmé ze záznamů v obr. 6 a 7, trajektorie v levém a pravém ložisku jsou velmi odlišné a značně se mění i s otáčkami. To lze vysvětlit rozdílnými hodnotami excentricity rotoru u levého a pravého ložiska, které mají za následek různé velikosti a patrně i směry výsledných sil. Vlivem rostoucí únosnosti a tuhosti ložisek s otáčkami a vyplaváním rotoru se velikost magnetických sil rovněž mění. Obr. 6 Trajektorie pohybu rotoru v levém/pravém ložisku při otáčkách /min Obr. 7 Trajektorie pohybu rotoru v levém/pravém ložisku při otáčkách /min 4) Aerodynamická ložiska velkého turbodmychadla Rotor turbodmychadla s příkonem 100 kw a provozními otáčkami /min byl původně uložen v keramických kuličkových ložiskách. Tato ložiska pracující na hranici svých možností však neměla požadovanou trvanlivost a proto byl učiněn pokus nahradit je aerodynamickými ložisky. S ohledem na hmotnost rotoru cca 50 kg a dosažení přiměřeného měrného zatížení ložisek byla na rotor nasazena pouzdra o průměru 120 mm, která tvořila čepy radiálních ložisek (obr. 8). Axiální aerodynamické ložisko se spirálními drážkami, umístěné na volném konci rotoru, mělo vnější průměr 250 mm. Radiální ložiska s naklápěcími segmenty mají horní segment vybaven systémem, který kompenzuje změny vůle způsobené teplotními dilatacemi. Podpěra 7, na které je segment 6 otočně uchycen, se opírá o pouzdro 9, které je v kontaktu s pružinou 10. Aby nebyl segment pružinou přitlačován k čepu a ložisko mělo určitou vůli i v klidovém stavu, je pružina stažena šroubem 19. Pokud dojde za běhu vlivem rozdílné roztažnosti čepu a ložiskového tělesa ke zmenšení vůle, síla působící na

6 segment z aerodynamického filmu překoná předpětí pružiny, podpěra se segmentem se posune směrem ven a vůle se zvětší. Obr. 8 Dmychadlo s aerodynamickým uložením O tom, že výše popsaný mechanismus skutečně funguje, svědčí výsledky měření uvedené v obr. 9. Obr. 9 Záznamy z relativních snímačů rotoru Shora dolů jsou tyto vibrační signály: - levé ložisko, svislý směr, - pravé ložisko, svislý směr, - pravé ložisko, vodorovný směr. Na prostředním záznamu je vidět snížení (oříznutí) amplitudy, které s časem značně pokročilo (pravý záznam vznikl o cca 1 minutu později než levý) a které bylo způsobeno přívodem tepla z axiálního ložiska a nárůstem průměru čepu, zatímco ložiskové těleso se ohřívalo pomaleji. Vlivem působení výše popsané konstrukce přesto nedošlo k sebemenšímu kontaktu kluzných ploch a ložisko bylo nadále plně provozuschopné. 5) Vibroizolace krystalizační pece pro kosmickou stanici ISS Na kosmické stanici ISS měla být umístěna krystalizační pec pro výrobu monokrystalů. Ve stavu beztíže lze totiž dosáhnout mnohem lepších výsledků než v prostředí gravitace.

7 Protože otřesy způsobené činností obsluhy a korekcemi dráhy nepříznivě ovlivňují proces krystalizace, měla být pec od těchto vlivů odizolována. Obr. 10 Ilustrační foto stanice ISS Podle dodaných vzorků vibračních signálů, které byly k dispozici ze stanice MIR (stanice ISS v této době ještě nebyla na oběžné dráze), byla provedena analýza dynamického chování systému a na jejím základě byly stanoveny přibližné hodnoty tuhosti a útlumu, které zajistily požadované snížení amplitud vibrací o dva řády. Pro maximální omezení přenosu vibrací byla potřebná tuhost, resp. útlum uložení řádu 1 N/m, resp. 1 N.s/m. To jsou hodnoty o několik řádů nižší, než se vyskytují u běžných uložení. Tyto hodnoty také prakticky vyloučily použití mechanického pružinového systému, neboť u něho nelze zajistit odpovídající útlum. Jednou z možností, jak tento problém řešit, bylo použít jako vibroizolační elementy aerostatická ložiska. Krystalizační pec byla uložena ve čtyřech dvojicích radiálních aerostatických ložisek (obr. 11 vlevo), která umožňovala posuv ve třech směrech. Otáčení pece kolem obou vodorovných os bránilo axiální aerostatické vedení G. Aerostatická ložiska zajišťují pohyb prakticky s minimálními pasivními odpory, což umožnilo dosáhnout požadované nízké tuhosti. Tlumení bylo zajištěno speciální úpravou radiálních ložisek (obr. 11 vpravo), kde docházelo k tlumení pohybu v axiálním směru vytlačováním vzduchu z prostoru ložiska s postupným zmenšováním průřezu pro únik vzduchu čepem s kónickým povrchem. Na jednoduchém zkušebním zařízení byly zjištěny hodnoty tuhosti útlumu, které byly blízké požadovaným hodnotám a které bylo ještě možno do určité míry regulovat vstupním tlakem vzduchu. Obr. 11 Schéma vibroizolace a radiální aerostatické ložisko s tlumením axiálního pohybu

8 Po úspěšném odzkoušení dílčích částí byl vibroizolační systém vyroben a po smontování podroben zkouškám jako celek. V podmínkách gravitace bylo ovšem velmi obtížné dosáhnout požadovaných parametrů, neboť únosnost ložisek byla dimenzována na stav beztíže. Odlehčování ložisek pomocí lanek vedených přes kladky a závaží vnášelo do systému parazitní síly, což výsledky zkreslovalo. Přesto vypadaly dosažené výsledky vcelku slibně, k odzkoušení ve stavu beztíže však již nedošlo, neboť spotřeba stlačeného vzduchu se zdála konstruktérům ISS příliš vysoká. II. Některé případy zajímavých měření vibrací Jakékoli měření v cizím prostředí je vždy riziková a stresující záležitost. Nikdo předem neví, co se pokazí a kolik generálských efektů se projeví. Optimální situace nastává, pokud je kolem měřeného stroje, např. parní turbiny, shromážděno 10 a více lidí, kteří netrpělivě čekají na okamžik, kdy už měření konečně začne fungovat. Nervozita z toho vyplývající pak vede k neuvěřitelným zkratům, kdy se zapomínají připojit některé snímače nebo zapnout jejich napájení či příslušné aparatury. Je to velmi stresová situace a kdo to nezažil na vlastní kůži, těžko tomu uvěří. Uvedu několik případů poněkud méně obvyklých měření. 1) Měření vibrací v kabině dozeru Obr. 12 Ilustrační foto typického dozeru Jistá teplárna zakoupila dozer (obr běžně používaný je výraz buldozer) pro úpravu skládky uhlí a jeho přísun k zauhlovacímu zařízení. Vzhledem k tomu, že měla již starší dozer, koupila novější stroj stejného výrobce, od kterého očekávala vyšší parametry a lepší komfort obsluhy, neboť měl na rozdíl od staršího stroje kabinu uloženou na pružinách. Po nepříliš dlouhé době však nastalo rozčarování, protože obsluha dozeru si stěžovala na silné vibrace, které vyvolávaly nepříjemné pocity a v některých případech i zvracení. Protože teplárna hrozila vrácením dozeru, byl dodavatel donucen provést měření, které by zjistilo úroveň vibrací a pokud možno odhalilo jejich příčinu. Byli jsme požádání o provedení tohoto měření, přestože naše vybavení měřicím systémem nebylo pro daný účel optimální. Sestává totiž z notebooku s měřicí kartou, což neumožnilo instalovat jej bez obsluhy do kabiny dozeru. Do kabiny určené pro operátora bylo proto nutno vtěsnat ještě měřiče s notebookem, který bylo nutno po celou dobu měření držet v náručí. Skrčenci nacházení ve starých hrobech měli více prostoru, než tento ubožák. Po půlhodině měření při pojíždění po haldě uhlí bylo třeba minimálně stejné doby pro návrat do vzpřímené polohy. Pracovní

9 podmínky byly ještě vylepšeny všudypřítomným uhelným prachem, který se usazoval na osobách i měřicím zařízení. Obr. 13 Spektrum kmitání na sedačce a podvozku dozeru Příčina nepříjemných pocitů obsluhy byla odhalena velmi brzy ve spektru vibrací totiž převládaly frekvence v okolí 5 až 7 Hz (viz ukázku v obr. 13), které se nacházejí v oblasti rezonance systému hrudník-břicho a jsou proto pro lidský organismus velmi škodlivé. Ve spektru je zřejmá dominantní frekvence cca 5 Hz, přičemž zajímavá je zejména složka ve svislém směru 1. záznam (zelený) na sedačce a 4. záznam (červený) na podvozku. Je vidět, že odpružení kabiny svislou složku vibrací nijak nesnížilo, v některých případech byla dokonce na sedačce větší než na podvozku. Na starším stroji bez odpružení kabiny mělo kmitání s kritickou frekvencí podstatně nižší úroveň, zřejmě proto, že výkon motoru a tedy i rychlost pohybu stroje byly nižší. Dodavatel vyslal k zákazníkovi 2 experty vybavené velkým (přímo obřím) posuvným měřítkem a několika dalšími mechanickými pomůckami, s nimiž změřili co se dalo. O jejich odborné úrovni svědčí to, že výše uvedené frekvenční spektrum vibrací pokládal jeden z nich za záznam rázu, vznikajícího při spuštění radlice. Zato vydržel celé odpoledne jezdit se starým i novým strojem po haldě uhlí a neustále vyžadoval další a další záznamy, takže ubohého měřiče museli z kabiny málem vynést. Na sklonku dne pak vynesl ortel, že nový dozer je opravdu horší, než starší stroj. Problém nevyřešila ani odpružená sedačka, která sice poněkud snížila vibrace ve svislém směru, ale naopak je výrazně zvýšila ve směru příčném, což obsluha pociťovala stejně nepříjemně. Vzhledem k tomu, že se dodavateli nepodařilo snížit vibrace na únosnou míru ani dalšími zásahy, zákazník mu dozer skutečně vrátil. 2) Měření vibrací beranu vakuového lisu Dalším poněkud neobvyklým měřením, kterým jsem byl pověřen, bylo zjištění vibrací beranu pro lisování umělého kamene. Původní beran o rozměrech cca 3x1,5m byl rozšířen dvěma přišroubovanými nástavci, aby mohly být vyrobeny rozměrnější výlisky. V některých místech nástavců však byla kvalita kamene horší a bylo proto třeba určit příčinu tohoto jevu. Problém byl v tom, že beran byl přístupný pouze v pracovní části, kde probíhalo lisování. Malá tloušťka výlisku neumožnila použít magnetické příchytky, neboť

10 výška akcelerometru příchytkou byla větší než výška lisované vrstvy. Proto bylo nutno akcelerometrické snímače nalepit vteřinovým lepidlem přímo na funkční plochu beranu. Přes velmi značná zrychlení, která se na beranu vyskytovala, se snímače na velmi hladké ploše beranu udržely. K odlepení snímačů docházelo až po zvednutí beranu, protože snímače zůstaly uvězněny ve výlisku, zatímco beran se zvedl. Kamenná drť byla spojována epoxidovou pryskyřicí, takže snímače byly po měřené patřičně olepené a bylo je nutno vykoupat v ředidle. Ke cti snímačů, které si sami vyrábíme s použitím čipu Analog Devices, je nutno dodat, že všechny výše uvedené operace přežily. Snímače byly umístěny jak na beranu, tak na jeho nástavcích. Měřením se zjistilo, že jedna část nástavce vykazuje značně odlišný charakter kmitání od beranu, což bylo zřejmě způsobeno jeho nedostatečným upnutím. 3) Měření na kráčejícím bagru v povrchovém dole Na tomto měření nebylo vcelku nic pozoruhodného, kromě cesty na místo měření a pohybu v prostorách bagru. Kdo někdy navštívil povrchový důl na těžbu uhlí ví, po jakých cestách se v dole jezdí. Obr. 14 Ilustrační foto povrchového dolu Udržet se na sedadle i při relativně pomalé jízdě bývá problém. Pokud je po dešti, je to ještě mnohem veselejší. Zdolat několik desítek až stovek metrů od auta k bagru v hlubokém blátě je slušný výkon i pro trénovaného sportovce, natož pro muže v letech. Následuje výstup po svislém kovovém žebříku, samozřejmě s celým vybavením potřebným pro měření. Obuv od bláta velmi dobře klouže po hladké ocelové konstrukci stroje a člověk je velmi rád, pokud se bez úrazu ocitne v jeho útrobách. Tento pocit však dlouho nevydrží, neboť je potřeba natahat kabely od měřicích míst k počítači, všechno zapojit a připravit měření. Tato na první pohled snadná činnost se velmi komplikuje tím, že je třeba se protahovat otvory v přepážkách, jejichž rozměry jsou menší než v ponorkách. V ponorce jsem sice nikdy nebyl, ale z toho, co jsem viděl ve filmech usuzuji, že průchody v ponorce jsou přinejmenším 2x větší než na kráčejícím bagru, neboť se jimi prochází v mírném předklonu. V bagru se přepážkami prolézá prakticky po čtyřech a těch přepážek a nutných průlezů je mnoho, aby byla konstrukce dostatečně tuhá. Po více než hodině příprav následuje několikaminutové měření a opět více než hodinová likvidace jeho následků. Výsledkem je např. zjištění, že ta konstrukce přece jen není tak docela tuhá, protože umožňuje dvěma nezávislým pohonům pro otáčení nástavby, aby měly různé otáčky, přičemž maximální rozdíl v otáčkách byl větší než 5%.

11 4) Pumpáž turbodmychadla Turbodmychadla (obr. 15) jsou běžným příslušenstvím automobilových i stacionárních motorů. Jedná se o jednoduchý rotační stroj, který však pracuje s velmi vysokými parametry, což platí zejména o otáčkách. Pro provoz turbodmychadel jsou velmi nežádoucí a nebezpečné režimy tzv. pumpáže, při kterých dochází k nestabilnímu proudění (odtržení proudu) v kompresorovém stupni. Pro demonstraci nebezpečnosti tohoto jevu uvedeme záznamy průběhu axiální síly a výchylek rotoru v radiálním a axiálním směru při pumpáži, které byly naměřeny při zkouškách velkého turbodmychadla. Obr. 15 Řez turbodmychadlem Výchylky rotoru byly měřeny relativními snímači u obou radiálních ložisek a dalším snímačem umístěným proti běhounu axiálního ložiska. Ze záznamu kmitání rotoru v obr. 16 vlevo je zřejmé, že při pumpáži se výchylky rotoru výrazně zvětšují a dosahují až 60 µm v radiálním a 80 µm v axiálním směru. Axiální síla byla měřena 3mi nezávislými tenzometrickými siloměry, z jejichž záznamů na obr. 16 vpravo je vidět, že dochází také ke značnému kolísání axiální síly. V daném případě je amplituda kolísání síly větší než 900 N, v některých případech dochází dokonce k obrácení směru axiální síly. Obr.16 Záznam radiálních (horní a střední) a axiálních (spodní) výchylek rotoru (vlevo) a průběhu axiální síly (vpravo) při pumpáži