Устройство для измерения статических моментов лопаток ротора турбомашины

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при измерении статических моментов рабочих лопаток роторов турбомашин. . Целью изобретения является повышение точности и произв.одительности за счет ( снижения времени переходных процест-. сов, исключения нелинейности в системе измерения и субъективных ошибок при обработке. Маслянный демпфер,связанный с коромыслом 5 снижает время установления, чему также способствуг ет связь входа сумматора-усилителя 28 мощности с выходом операционного усилителя. Наличие блока передачи данных в ЭВМ позволяет повысить про-; изводительность за счет исключения ряда ручных операций и точность за счет исключения субъективных ошибок. Линеаризирующая катушка способствует повьшению точности измерения, поскольку компенсирует нелинейность тока в соленоиде в широком диапазоне измеряемых статических моментов. 1 ил. О « (Л 4i IND ел 4 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 G 01 М !/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHQMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И OTKPblTHA (21) 3872475/25-28 (22) 25.01.85 (46) 15 .09.86.Бюл. У 34 (72) А.С.Агеев, Б.Ш.Фример, В.M.Коршунов.и Ю.И.Григорьев (53) 620.1,05:531.24(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 364850, кл. G 01 М 1/12, 1970.

Авторское свидетельство СССР

И- 1120196, кл. G 01 M 1/12, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СТАТИЧЕСКИХ NOMEHTOB ЛОПАТОК РОТОРА ТУРБОМАШИНЫ (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при измерении статических моментов рабочих лопаток роторов турбомашин.

Целью изобретения является повышение точности и производительности за счет

„„SU„„3257418 А 1 снижения времени переходных процес-. сов, исключения нелинейности в системе измерения и субъективных ошибок при обработке. Маслянный демпфер,свя-. занный с коромыслом 5 снижает время установления, чему также способству-. ет связь входа сумматора-усилителя

28 мощности с выходом операционного усилителя. Наличие блока передачи данных в 3ВМ позволяет повысить производительность за счет исключения ряда ручных операций и точность за счет исключения субъективных ошибок.

Линеаризирующая катушка способствует повышению точности измерения, поскольку компенсирует нелинейность тока в соленоиде в широком диапазоне измеряемых статических моментов.

1 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при измерении статических моментов рабочих лопаток роторов турбомашин, Целью изобретения являет-я повышение точности и производительности за .счет снижения времени переходных процессов, исключения нелинейности в

1257418 нием 1 посредством : ò îåê, 21,,и канцево го выключателя 22, вз аимодей с гвующего через шток 18 с эксцентриком

15,", датчик рассогласования, выполненный в виде первичной обмотки 23, саединенной с источником переменного та— ка 1,не показан), связанногс с коромь:слом 5 сердечника 24 и вторичной системе измерения и сусбье1стивных ошибок при обработке результатов.

На чертеже показана схема устройства для измерения статических моментов рабочих лопаток ро" îðà турбама-. шины.

Устройство для измерения статических моментов рабочих лопаток ротора турбама!пии» содержит основа!Вне размещенные на чем посредством шариков 2 опоры 3; размещенное на опарах 3 посредствам призмсы 4 выпалне:— ное из немагнитного материала коромысла 5, снабженное регуляторами 6 и 7 положения центра масс„ закрепленными на плечах коро сысла 5 опорной планкой 8 и дополнительной призмой

9, ось дополнительной призмы 9 совпадает с осью симметрии 1со1замлсла 5; размещенный В IТЛОСКОсти качания Коромысла 5 маспяный демпфер.,;зыполненный в виде поршня 10, жестко закрепленного на ко1замысле 5) и Kopii са >1 закрепленного на основании 1 посредством электроизолиру1ощей прокладки

12; компенсационпу!о систему, вы 1олненную в виде закреплеиногo на Коромысле 5 соленоида 13 и постояH»o!.о магнита 14, закреппеннсго с.сосна с соленоидом 13 на аснаьании 1; узел фиксации и арнеH òèpo:çàk! !è Коро!-=Iñëà

5, выполненный в виде размещенного на основаHk!rl I с озмаж:-!астг»ю поварОта В плаc кости перле!иди!1 >лярнай основан!1!о эксцентрика 15, под1тружиHeHHol.o вдоль оси штока 16„ действующего в момент фиксации !! Ориентиравания одновременно с эксцентриком 15 посредствам расположенного

В плОска сти раба>-1 ей 1сромки приз!>!1л 4 шарика 17 с коромыслом 5. второго подпружиненного вдоль оси штока 18, взаимодействующего с эксцентриком 15 двух упоров 19 со сферической опорной поверхностью, ьэаимодейс твуощих с опорной планкой 8» упора 20 с конической НОВ ерхна ст1»о а В3 аимадейств yio"" щего с допол11итепьной призмсзй 9, упс19 H 20 выпо:1не!» s нема! HH I Hoi c материала и жестко свяэ;.Ль! с ас11О1заl S

2 ">

1О

>IQ ,>5

yI i

55 обмотки 25; измерительную систему, выполненную в виде пас !едавательна соединенных операционного усилителя

26. два взаимно инверсных вход- катараго через встречно включенные див оды 27 соединены одновременно с обоими выходами вторич зай обмотки 25, интегратора 28 и сумматсра †усилите

29 мощности, второй вхо; катарогс соединен с ВыхОдОм Операционного уси литепя 26, а вь1хад с входом соленоида 13, дополните.1ьной линеаризирующей катушки 30, размещенной на постоянном магните 14 и подключенной последовательна к соленоиду 13, и связанных с линеаризируюцей катушкой

30 параллельно включеннг»х 1-.змерит< пьного резистора 31, аналога-цифрового преобразователя 32 и стрелочного индикатора 33;. блок передачи данных в микроЗБ11 З,, выгалненный в виде мультиплексора 35, входы которого соедине ьы с выходами ансьчого-цифрового преобразователя 32, =- выходы— с входами микроЗБ11 34, двух дешифраторов 36 и 37... Входы которых связаны с в!. ходами микрсЗБ11 34, двухс г>сран-. него компаратора 38,, один из входов которого соединен с выходам операционного усилителя 26, а второй пасв ед твом регулируе. 1сго IзезистopHÎ "а делителя 39 — са г табилиэированным источника!1 питания (не показан) двух триггеров 0 и 41 типа 1СБ,, S-вход

Т1рь!г. гера 40 соединен с выходами двух.-.тароннего комп претора 38., цешифратарав 36 и 37 и и::версным 1зыходом триггера 41. Р.-вход триггера 0 соединен с вь|ходам 1и1сраЗБ .! = -,, S — вход тр-! i-ãåðà 41 соединен с выходом три-гера 40, а В.-вхо.—. триггера 41 соединен с концевым выключателем 22, логического элемента 42 И-1П11-ИГ, вхol!i 1 KoTop0i 0 свя 3 а11!! с вь1ходами дсшиф

paIopov 6 k! 37 и триггера 40, а выход — с входом 1жкроЗБМ 34, последовательно соединенных логическога элемента 43 И, входы которого соединены соответствеина с вь:ходами дсшифратара

37 и триггера -i I, и с. .гна 1ьной лампы 44.

1257418 ф ды логического элемента 43 И поступают два единичных сигнала.

При поступлении на входы логического элемента 43 И двух единичных сигналов зажигается сигнальная лампочка 44, которая является сигналом оператору для установки измеряемой х лопатки 45 на коромысло 5. Оператор устанавливает измеряемую лопатку 45 † и поворачивает эксцентрик 15 для освобождения коромысла 5 от упоров 19 и 20. При повороте эксцентрика 15 замыкается концевой выключатель 22, в результате чего триггер 41 устанав 15 ливается в нулевое состояние, а коромысло 5 под действием статического момента лопатки 45 отклоняется от по3

Устройство для измерения статичес ких моментов лопаток ротора турбомашины работает следующим образом.

Перед,измерением статических моментов лопаток в микроЭВМ 34 загружается программа ввода информации и обработки результатов измерений, которая выполняет усреднение нескольки измеренных значений статических моментов одной и той же лопатки 45, на копление определенных значений в па мяти микроЭВМ и распределение лопаток по пазам диска, предусматривающая обращение к блоку передачи данных в микроЭВМ 34. При этом на выходе микроЭВМ 34 устанавливается в единичное состояние сигнал б Ь, сви— детельствующий о готовности микроЭВМ принять информацию.

Выход логического элемента 42 20

И-ИЛИ-НЕ является сигналом сопровождения информации (СИП), разрешающим микроЭВМ 34 ввод информации, и формируется при наличии единичного выхода дешифратора 36 и одновременно 25 нулевого выхода дешифратора 37 и при одновременном единичном состоянии выходов дешифратора 37 и триггера 40.

Сигнал 54 устанавливает,в нуле— вое состояние триггер 40, что обус — <> лавливает нулевое состояние сигнала

СИП, свидетельствующее об отсутствии результатов измерения, при этом триггер 41 устанавливается в единичное состояние.

Одновременно с сигналом Ьь на выходе микроЭВМ устанавливается байт запроса информации, старшая тетрада которого поступает на дешифратор 36, а младшая — на дешифратор 37, причем 4р одновременно два.младших бита младшей тетрады поступают на мультиплек— сор 35, на выходе которого в ответ на это устанавливается та тетрада.информации из поступающих на вход муль-4 типлексора 35 с аналого-цифрового преобразователя 32, номер которой в двоичном виде совпадает с поданными на вход мультиплексора 35 младшими битами младшей тетрады байта запроса информации. Единичные значения с выходов дешифраторов 36 и 37 поступают на S-вход триггера 40 и на входы логических элементов 42 и 43, однако, так как триггер 41 находится в еди- у ничном состоянии, то триггер 40 — в нулевом и, следовательно, сигнал СИП не вырабатывается, при этом на вхоложения равновесия, в результате чего на выходе вторичной обмотки 25 датчика рассогласования устанавлива ется сигнал, пропорциональный отклонению коромысла 5.

Однополярные полупериоды выходного напряжения через диоды 27 подаются на прямой и инверсный входы операционного усилителя 26, который усиливает разность выходных напряжений с учетом знака. Величина и полярность сигнала зависит от величины и направления отклонения коромысла 5.

Далее сигнал поступает через интегратор 28 на сумматор -усилитель 29 мощности, где усиливается, и на соленоид 13..

Между соленоидом 13 и постоянным магнитом 14 возникают электромагнит— нитные силы, которые стремятся вер нуть коромысло 5 в положение равновесия, т.е. в состояние при котором от— сутствует сигнал на входе и, соответственно, на выходс- операционного усилителя 26. После соленоида 13 сигнал, проходя линеаризирующую катушку 30, поступает на измерительный резистор

31 и одновременно на аналого-цифро-. вой преобразователь 32, где осуществляется преобразование аналогового сигнала в,цискретный цифровой код, например двоично-десятичный код

1-2-4-8, при этом каждая цифра ре— зультата измерения представлена одной тетрадой, результаты преобразования поступают на вход мультиплексора 35.

С выхода операционного усилителя

26 сигнал поступает также на вход двухстороннего компаратора 28, который сравнивает поступающий сигнал с

12 эталоoíûì, снимаемым с резисторнаго делителя 39. Как только разница сравнийаемых сигналов станет меньше порога срабатывания (чувствительности) компаратора, íà его выходе установится единичный сигнал.

Единичный сигнал с выхода компаратора поступает на S-вход триггера

40, т.е. все четырех сигнала, поступающие на S-вход триггера 40 гринимают единичное значение, в результате чего триггер 40 перейдет в единичное состояние. Единичный сигнал триггера 40 поступает на логический элемент 42 И-ИЛИ вЂ , в результате чего на его выходе устанавливается нулевой сигнал, так как выходь| дешифраторов 36 и 37 установлены в единичное состояние.

Нулевой выход логического элемента 43 И-ИЛИ-НЕ является сигналом

СИП, т.е, сигналом сопровождения вводимой в микроЭВМ информации, разрешающим ввод данных. По сигналу СИП микроЭВМ 34 вводит те-,. рацу информации, которая в данный момент установлена на выходе мультиплексора 35,„т.е. первую цифру результата измерения.

Для ввода второй и последующих цифр результата измерения байт за-проса информации программным путем увеличивается на единицу. В этом случае на выходе дешифратора 37 устанавливается нулевое значение, поскольку младший байт запроса информа— ции отличен от нуля. Наличие одновременно на дешифраторах 36 и 37 соответственно единичного и нулевого значений автоматически формирует сигнал СИП на выходе логи веского элемента 42 И-ИЛИ-НЕ. Одновременна с этим два младших бита младпего байта информации, поступающие на мультиплексор 35, инициируют коммутацию следующей тетрады информации, поступа|ощей на вход мультиплексора 35 с. выхода аналого-цифрового преобразователя 32, номер которой совпадает с поступившими битами.

Увеличивая на единицу заданное число раз байт запроса информации программным путем, осуществляют считывание всех тетрад информации, т.е. всех цифр результата измерения. Увеличив на единицу один из двух стар", ших битов младшей тетрады байта запроса информации и вновь повторив опрос тетрад результата измерения, 57418

Ь например „с заданным интервалом вре= мени, превышающим время преобразования аналогового сигнала в цифровой, можно осуществить заданное число считывании результата измерения с последующим его усреднением, при этом считывание будет осуществляться автоматически, поскольку сигнал СИП вырабатыется нулевым выходом дешифратора 37 и единичным выходом дешифратора 36. После считывания заданного числа раз результатов измерения и их усреднения произойдет повторное. обращение микроЭВМ 34 к блоку передачи данных при нулевом значении младшей тетрады байта запроса информации, что приведет к загоранию сигнальной лампы 44, свидетельствующей о необходимости установки новой измеряемой лопатки. После измерения и

35 а 5

go ввода статических моментов все лопатки будут расставлены по лазам диска оптимальным образом.

Положительный эффект заключается в повышении производительности и точности измерений. Масляный демпфер существенно снижает время переходных процессов до установки коромысла в устойчивое положение. Уменьшению времени переходных процессов способствует также и дополнительная связь входа сумматора-усилителя 29 мощности с выходом операционного усилителя

26, так как существенно увеличивает уравновешиваюший ток, поступаюший на соленоид 13 в начальный момент времени. Линеаризирующая катушка 30, подключенная лоследовательно соленоиду 13, повышает точность измерения, поскольку позволяет компенсировать свойственную магнитной системе с постоянным магнитом нелинейность между величиной тока соленоида и тянупщм усилием в широком диапазоне значений измеряемых статических моментов. Наличие блока передачи данных в микроЭВМ позволяет существенно повысить производительность труда за счет исключения таких операций (при условии применения ЭВМ для раскладки лопаток), как запись данных в протоколе измерений, перенесение их на машинный носитель, например, перфокарты или перфоленту с дальнейшим вводом в ЭВМ. Измерять же статические моменты лопаток без использования ЭВМ для их раскладки нецелесообразно, Кроме того, передача дан7 !2 ных в ЭВМ ооеспечивает повышение точности измерения в результате исключения субъективных ошибок, связанных с неточным отсчетом показаний и ошибками при записи и перфорации результатов измерения. Дешифратор в блоке передачи данных идентифицирует старшую тетраду байта запроса информации, которая является условным адресом устройства, что повышает производительность труда, так как позволяет использовать одну микроЭВМ для обслуживания нескольких устройств измерения статических моментов, путем исключения времени, связанного с об— служиванием нескольких микроЭВМ вместо одной. Второй дешифратор, идентифицирует младшую тетраду байта запроса информации, что повышает точность измерений, поскольку позволяет организовать автоматическое считывание нескольких подряд следующих результатов измерения (с интервалом времени, превышающим время преобразования сигнала из аналогового вида в цифровой код). Осреднение нескольких результатов измерения одной лопатки практически исключает случайные ошибки, связанные со схемой измерения и случайными внешними воздействиями.

574! 8 8

25 .ЭВГ!,двустороннего компаратора, один

5 !

О

20 ствия одновременно и с коромыслом посредством шарика, расположенного в плоскости рабочей кромки призмы, установленных на плечах коромысла опорной планки.и дополнительной призмы, ось которой размещена в плоскости качания коромысла, трех жестко связанных с основанием посредством стоек упоров, два иэ которых имеют сферическую опорную поверхность и предназначены для взаимодействия с опорной планкой, а третий имеет коническую опорную поверхность и предназначен для взаимодействия с дополнительной призмой, и концевого выклю— чателя, взаимодействующего через второй шток с эксцентриком, и блоком передачи данных в микроЭВМ, выполнен.— ным в виде мультиплексора, первый вход которого предназначен для соединения с выходами микроЭВМ, а выхо ды — с входами микроЭВМ, двух дешифраторов, входы которых предназначены для соединения с выходами микроиз входов которого предназначен для соединения посредством регулируемого резисторного делителя со стабилизированным источником питания, двух

RS-триггеров, R-вход первого предФормула изобретения

Устройство для измерения статических моментов лопаток ротора турбомашины, содержащее основание, закрепленную на нем опору, установленное на ней посредством призмы коромысло, компенсационную систему, включающую постоянный магнит и соленоид, систему измерения и датчик рассогласования, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и производительности, оно снабжено размещенным в плоскости качания коромысла масляным демпфером, выполненным в виде корпуса, закрепленного на основании посредством электроизолирующей прокладки, и поршня, связанного с коромыслом, узлом фиксации и ориентирования коромысла, выполненным в виде эксцентрика, расположенного на основании с возможностью поворота в плоскости, перпендикулярной основанию, двух взаимодействующих с эксцентриком подпружиненных вдоль оси штоков, первый иэ которых предназначен для взаимодей35

S5 назначен для соединения с микроЭВМ, S-вход соединен с выходами обоих дешифраторов, двухстороннего компаратора и инверсным выходом второго триггера, R — вход последнего — с концевым выключателем, S-вход — с инверсным выходом первого триггера, логического элемента И-ИЛИ-НЕ, входы которого соединены с выходами дешифраторов и первого триггера, а выход предназначен для соединения с микроЭВМ и последовательно соединенных логического элемента И, первый вход которого соединен с выходом второго дешифратора, а второй — с выходом второго триггера, и сигнальной лампы, система измерения выполнена в виде последовательно соединенных опе— рационного усилителя, два взаимноинверсных входа которого посредством встречно включенных диодов соединены с двумя выходами датчика рассогласования, интегратора и сумматора — усилителя мощности, второй вход которого соединен с выходом операционного усилителя и вторым входом двухстороннего компара-.ора, а выход— с соленоидом расположенной на пос!

2574!8

Составитель Ю.Круглов

Texpep, N.Ходанич Корректор Т.Колб

Редактор К.Волощук

Заказ 4905/Зб Тираж 778

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород,ул. Проектная,4 тоянном магните линеаризирующей катушки, подключенной последовательно к соленоиду, и связанных с линеаризирующей катушкой параллельно включенных измерительного резистора, индикатора и аналого-цифрового преобразователя,выходы которого соединены с вторым входом мультиплексора.