Патенты автора Старшинов Дмитрий Станиславович (RU)
Изобретение предназначено для использования в турбомашиностроении и может найти широкое применение для снижения вибронапряжений в лопатках рабочих колес турбомашин. Проводят тензометрирование лопаток отдельного рабочего колеса турбомашины. Определяют наиболее опасную резонансную частоту колебаний лопаток, расчетно исследуют влияние изменения геометрии лопатки рабочего колеса на опасную резонансную частоту. В зависимости от условий эксплуатации определяют возможные изменения геометрии лопатки. Расчетно исследуют влияние такого изменения геометрии лопатки на прочностные и жесткостные свойства лопатки. Выбирают оптимальное изменение, которое в меньшей степени оказывает влияние на снижение ресурса лопатки, которое закладывают в технологию производства двух типов лопаток, локально отличающихся по геометрии на размах допуска на изготовление номинальной лопатки одна в большую сторону, а вторая в меньшую сторону, или два типа лопаток - номинальной формы и локально отличающиеся по геометрии на размах допуска на изготовление номинальной лопатки в большую или в меньшую сторону. Затем для рабочего колеса с четным количеством лопаток изготавливают лопатки рабочего колеса двух типов поровну и размещают их на рабочем колесе через одну. Для рабочего колеса с нечетным количеством лопаток изготавливают два комплекта лопаток разного типа с нечетным количеством лопаток в любом из комплектов и размещают их на рабочем колесе через одну с расположением в любом одном месте рабочего колеса двух лопаток нечетного комплекта подряд. Технический результат - снижение вибрации лопаток всех рабочих колес турбомашины, в том числе и моноколес, без искусственного внесения дополнительной окружной неравномерности в температурное поле и без усложнения системы управления турбомашиной, что, как следствие, снижает общий уровень вибраций, повышает надежность и ресурс турбомашины в целом. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение предназначено для использования в турбомашиностроении. Способ снижения вибрации в рабочих лопатках турбомашины заключается в том, что проводят тензометрирование лопаток отдельного рабочего колеса на работающей турбомашине, по его результатам определяют наиболее опасную резонансную частоту колебаний лопаток рабочего колеса. Берут два комплекта лопаток, предназначенных для сборки рабочего колеса, устанавливают поочередно каждую лопатку на вибростенд, определяют для каждой значение выявленной при тензометрировании опасной собственной частоты колебаний. Определяют для двух комплектов среднее значение опасной собственной частоты, строят график среднеквадратичного отклонения значений собственных частот колебаний каждой лопатки. По графику определяют значение средней опасной собственной частоты и разделяют все лопатки на четыре равные группы, две из которых располагаются ближе к значению средней опасной собственной частоты, а оставшиеся две дальше. Собирают два новых комплекта лопаток каждый из двух групп по принципу: одна группа лопаток со значениями собственных частот, более приближенных к значению средней опасной собственной частоты, и другая группа лопаток со значениями собственных частот, более удаленных от данного значения, при этом значения собственных частот этих двух групп находятся с разных сторон от значения средней опасной собственной частоты. Устанавливают сформированные таким образом комплекты лопаток на диск рабочего колеса. При нечетном количестве лопаток при разделении их по графику на четыре равные группы с каждой стороны от среднего значения опасной собственной частоты изымают по одной лопатке, значение собственной частоты колебаний которой наиболее близко к среднему значению, для каждого нового комплекта. Изобретение позволяет закладывать снижение вибрации лопаток рабочих колес на стадии сборки турбомашины без внесения изменений в конструкцию. 1 з.п. ф-лы, 2 ил
Изобретение предназначено для использования в энергомашиностроении и может найти широкое применение при создании систем определения динамических напряжений в лопатках рабочих колес осевых турбомашин в авиации и энергомашиностроении. Устанавливают датчики на корпус турбомашины над лопатками рабочего колеса, регистрируют пульсации давления воздушного потока при помощи по меньшей мере четырех датчиков, определяют наличие резонансных колебаний лопаток рабочего колеса и выделяют резонансные временные отрезки для каждого из датчиков в осциллограмме, определяют моменты прохождения лопаток под датчиками в выделенных резонансных временных отрезках, определяют отклонения от теоретического момента прохождения каждой из лопаток под каждым из датчиков в отсутствие колебательных процессов, по которым определяют характер колебаний, диагностируют форму резонансных колебаний путем сравнения полученных данных с эталонными формами колебаний лопаток рабочего колеса турбомашины, устанавливают методом конечных элементов поля перемещений и напряжений в лопатке, на диагностированной форме колебания лопатки рабочего колеса с учетом условий работы и геометрии лопатки, находят коэффициент пропорциональности между установленными перемещениями и отклонением от теоретического момента прохождения лопаткой в отсутствие колебательных процессов в местах установки датчиков и устанавливают картину распределения динамических напряжений в лопатке в процессе испытаний на выявленной форме колебаний и их максимальное значение. Технический результат изобретения – определение динамических напряжений в любой области пера лопаток рабочего колеса турбомашины без установки датчиков на вращающихся элементах, повышение надежности измерительной системы, сокращение количеств стендовых испытаний турбомашины. 8 ил.
Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к способам воздействия вибрацией на элементы турбомашин, в частности для определения предела усталостной выносливости лопаток моноколеса компрессора турбомашины. Способ включает подготовку детали и установку ее на вибростенд, регулирование возбуждающей частоты вибрации вибростенда до ее совпадения с собственной частотой колебания детали, воздействие на деталь вибрацией с резонансной частотой. При этом для определения предела усталостной выносливости лопаток моноколеса компрессора турбомашины, при подготовке моноколеса и установке на вибростенд, регулируют частоту собственных колебаний, по меньшей мере, одной его лопатки и возбуждающую частоту вибрации вибростенда до их совпадения. Воздействие на лопатку вибрацией с резонансной частотой производят при нагрузке, обеспечивающей в лопатке без разрушения переменные, близкие к предельным, динамические напряжения в течение N-циклов нагружения, соответствующих материалу изготовления моноколеса. Совпадение частоты собственных колебаний, по меньшей мере, одной его лопатки и возбуждающей частоты вибростенда дополнительно обеспечивают путем демпфирования лопаток и/или нагружения грузами. Технический результат заключается в сокращении подвергаемых разрушению числа лопаток и сохранении работоспособности большей части конструкции. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение предназначено для использования в энергомашиностроении и может найти широкое применение при создании систем диагностики осевых турбомашин в авиации и энергомашиностроении. Техническим результатом заявленного способа является повышение надежности турбомашин. Регистрируют пульсации давления воздушного потока при помощи по меньшей мере четырех датчиков, установленных с допустимым отклонением на корпусе турбомашины в поясе осевого размера периферийной части лопаток рабочего колеса, минимум два из которых расположены вдоль продольной оси турбомашины, а минимум три - поперек последней, выделяют резонансные временные отрезки для каждого из датчиков в осциллограмме, определяют моменты прохождения лопаток под датчиками в выделенных резонансных временных отрезках, устанавливают отклонения от теоретического момента прохождения каждой из лопаток под каждым из датчиков в отсутствие колебательных процессов, по которым определяют характер колебаний, диагностируют форму резонансных колебаний путем сравнения полученных данных с эталонными формами колебаний лопаток рабочего колеса турбомашины. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.
