Способ диагностики технического состояния элемента роторной системы

 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способу прогнозирования долговечности роторной -системы по данным испытания на усталость. Целью изобретения является повышение точности за счет обеспечения контроля одновременно за двумя параметрами повреждаемости материала - частотой собственных колебаний и площадью накопленных дефектов.,, Способ осуществляют следующим образом. В образце возбуждают гармоцические колебания постоянной амплитуды с частотой , равной частоте вращения ротора , в течение N 10 циклов, которые предварительно разбивают на равные периоды. В конце каждого периода п f замеряют площадь S накопленных повреждений, используя любой метод дефектоскопии и частоту в координатах fp/fc и Sa/S п ,./N, где S - площадь образца, fp- частота колебаний , на основе которой ведут прогнозирование долговечности элемента ротора по резкому возрастанию кривой. 1 ил. S (Л

СОЮЗ СОЭЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН цр4 С 01 Н 3/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3984266/25-28 (22) 06 ° 12.85 (46) 30.03.88. Бюл. 9 12 (71) Северо-Западный заочный политехнический институт (72) А.И.Потапов и Т.П.Курчавова (53) 620.178.311(088.8) (56) Вибрации в технике. Справочник, Под ред. Н.Д. Генкина, M.: Машиностроение, 1981, т. 5, с. 314-348. (54) СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЭЛЕМЕНТА РОТОРНОЙ СИСТЕ1"Ы (57) Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способу прогнозирования долговечности роторной системы по данным испытания на усталость. Целью изобретения являет- ., ÄÄSUÄÄ 1385019 А1 ся повышение точности за счет обеспечения контроля одновременно за двумя параметрами повреждаемости материала — частотой собственных колебаний и площадью накопленных дефектов.„

Способ осуществляют следующим образом °

В образце возбуждают гармонические колебания постоянной амплитуды с частотой, равной частоте вращения ротора, в течение N = 10"- 10 циклов, которые предварительно разбивают на равные периоды. В конце каждого периода и. замеряют площадь Я накопf ленных повреждений, используя любой метод дефектоскопии и частоту в координатах f. /f и S /ß п;/И, где S площадь образца, fp- частота колеба- «® ний, на основе которой ведут прогнозирование долговечности элемента роторе ио резкому возрвствиию кривой, 1 ил.

i 385019

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способу прогнозирования долговечности роторной системы по данным испытания на усталость.

Целью изобретения является повышение точности за счет обеспечения контроля одновременно эа двумя параметрами повреждаемости — частотой 10 собственных колебаний и площадью накопленных дефектов.

На чертеже изображена зависимость отношения частоты вращения ротора к собственной частоте колебаний образ- 15 ца от относительной площади накапливаемых в процессе испытаний дефектов.

Способ осуществляют следующим образом.

В соответствии с существующими 20 общетехническими требованиями к условиям, методам и средствам испытаний при гармонических возбуждениях проводят усталостные испытания диагностируемого элемента роторной механической системы, создавая гармоническое возбуждение элемента постоянной амплитуды с частотой, равной частоте вра1 щения ротора в течение 10 -10 цикч

% лов. В процессе испытаний производят 30 разбивку их полной продолжительности на равные периоды. Число периодов выбирают исходя из такой продолжительности испытаний, чтобы за это время произошло накопление дефектов, которые можно определить с помощью используемого метода дефектоскопии.Указанное условие контролируют посредством осуществления повторных измерений дефектов в начальной стадии испытаний элемента.. В конце каждого периода определяют площадь накапливаемых в элементе дефектов посредством дефектоскопии элемента, используя любой известный метод, например импедансный акустический метод, а также измерение собственной частоты колебаний элемента. Используя результаты испытаний, строят зависимость отношения частоты вращения ротора к собственной частоте колебаний элемента от числа циклов возбуждения элемента и от относительной площади накапливаемых в элементе дефектов. Полученные зависимости. характеризующие изменение технического состояния элемента в режиме., соответствующем эксплуатационному состоянию, используют для оценки ресурса работы элемента.

При этом учитываются допустимые требования к величине отношения частоты вращения ротора к собственной частоте колебаний элемента, принятые в процессе проектирования механической системы, а также возможные отклонения от требований.

Пример осуществления способа.

Проводились испытания элемента в виде образца стержневого типа, консольно закрепленного на опорной станине массивного фундамента. Гармоническое возбуждение образца с постоянной амплитудой осуществлялось с помощью электродвигателя и переходного устройства, соединенного с концом вала и свободным концом стержня, Исходная собственная частота колебаний образца составляла 45,5 Гц. Частота вращения вала электродвигателя выбиралась из соотношения Е Р/Г

= 0,55 (f — исходная собственная частота колебаний стержня, f<- частота вращения вала электродвигателя), I

Дефектоскопия образца осуществля» лась с использованием импедансного акустического метода посредством прибора УКБ-1M., Измерения собственной частоты колебаний образца проводились посредством специально предназначенной для этих целей установки

ИЧЗ-9. Амплитуда колебаний свободного конца образца при испытаниях составляла 10 мм. Усталостные испытания образца проводились на базе 10 циклов возбуждения. Оценка развивающихся в образце дефектов на начальной стадии усталостных испытаний образца показала возможность определения дефектов выбранным методом после продолжительности испытаний

3,5 ч, что соответствует и,=

20 .10 циклам возбуждения образца (= п,/2 ref ). В результате число периодов возбуждения образца было выбрано равным 5. Дефектоскопия образца и измерения собственной частоты колебаний производились перед началом испытаний, а также через каждые

20"10 циклов возбуждения.

По результатам испытаний образца построены зависимости отношения частоты вращения ротора к собственной частоте колебаний образца от относительной площади накапливаемых в процессе испытаний дефектов S /S где S — площадь накапливаемых дефектов; S — площадь рабочей поверхнос1385019 б / с

1,0.0,8

0,7

0,$

/7а /М/ п,i а,z а,ю пр ns sg/s

Составитель В.Чернов

Редактор Н.Слободяник Техред Г1.Ходанич Корректор И.Пожо

Заказ 1406/40 . Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород,ул.Проектная, 4 ти образца, и относительного числа периодов его возбуждения (см.чертеж).

Проведенные испытания образца показали возможность его устойчивой рабо6

5 ты в течение 6 .10 циклов возбуждения (t = 10,6 ч), после чего наблюдается существенное изменение Е образца, т.е. исходное отношение f,/f, увеличивается. 10 формула изобретения

Способ диагностики технического состояния элемента роторной системы, заключающийся в том, что прикладывают к элементу циклическую нагрузку путем гармонического возбуждения его с постоянной амплитудой и частотой и по характеристике усталости судят о ресурсе элемента, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности, в период нагружения проводят не менее 3-х измерений площади накопленных дефектов и собственной частоты элемента, по которым определяют характеристику усталости.