Устройство для измерения статических моментов лопаток турбомашин

 

) Изобретение относится к. испытательной технике и может быть использовано для балансировки роторов тург бомашин -с лопатками. Цель изобретения - повьшение точндсти и быстродействия за счет исключения остаточной силовой и угловой неуравновешенности коромысел. Устройство содержит грузоприемный и измерительный рычаги, электронную схему уравновешивания рычагоз и отсчетный прибор. Электронная схема выполнена в виде последовательно соединенных преобразователя некомпенсации, блока регулировки модуля и фазы, блока электронного интегрирования , усилителя мощности и электромагнитного компенсатора. Быстродействие - быстрое успокоение системы и точность сведения к нулю силовой и угловой неуравновешенности - достигается за счет регулировки моду« ля и фазы и интегрирования сигнала в цепи компенсации в 1 ил. i

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„.SU„„3456795 А1

У1! с! U О1 М I/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬП ИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н д ВТОРСКОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ

На чертеже представлена схема устройства для измерения статических моментов °

Устройство содержит грузоприемный рычаг, выполненный в виде рычага 1 (коромысло) и замка 2 для исследуемой лопатки 3, двух гаек 4 и 5 для регулировки чувствительности и балансировки, концевой призмы 6 и опорной призмы 7, установленной на подушке (21) 4217081/25-28 (22) 26 ° 03.87 (46) 07.02.89. Бюл. ¹ 5 (71) Производственное объединение

"Ленинградский завод турбинных лопаток" им. 50-летия СССР (72) А.Я.Шенфельд, E.È.Äåíüùèêîâ и b,Н.Орлов (53) 620.1.05.531.24(088.8) (56) Весовой прибор ВПТЛ-1 ° Информационная карта № 587477, M., ЦННИИТЭИПриборостроения, 1970.

Прибор для измерения статического момента Г!КТЛ-1200 000П. Информацион- ная карта № 427342, M.: ЦНИИТЭИПриборостроения, 1979 °

Авторское свидетельство СССР №- 859824, кл. 8 01 G 1/29, 1980, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРКНИЯ СТАТИЧЕСКИХ MOMEHTOB ЛОПАТОК ТУРБОИА1НИН (57) Изобретение относится к испыта1

Изобретение относится к испытат тельной технике и может быть использовано для балансировки роторов турбомашин с лопатками.и другими аналогичными узлами, имеющими вращение относительно заданной оси.

Целью изобретения является повьппение точности и быстродействия за счет исключения остаточной силовой и угловой неуравновешенности коромысел, тельной технике и может быть использовано для балансировки роторов тур.бомашин - с лопатками. Цель изобретения — повьппение точности и быстродействия за счет исключения остаточной силовои и угловой неуравновешенности коромысел, Устройство содержит грузоприемный и измерительный рычаги, электронную схему уравновешивания рычагов и отсчетный прибор, Электронная схема выпалнена в виде последовательно соединенных преобразователя некомпенсации, блока регулировки модуля и фазы, блока электронного ин-. тегрирования, усилителя мощности и электромагнитного компенсатора. Быстродействие — быстрое успокоение системы и точность сведения к нулю силовой и угловой неуравновешенности— достигается за счет регулировки моду . ля и фазы и интегрирования сигнала в цепи компенсации. 1 ил.

14567

15

25

35

45

8, причем замок 2 выполнен с возможностью перемещения на расстояние Н вдоль длины рычас а 1 с помощью подачи 9 и имеет Ч-образный паз 10 для градуировочного валика (груза)

ll и концевую призму 12 для тяги 13 со съемными гирями 14, подушка 8 установлена на неподвижном основании

15, расстояние от центра масс (точка С} испытуемой лопатки 3 до опорной призмы 7 равно R а длина плеча рычага 1 между призмами 6 и 7 равна

11 9 измерительный рычаг 16, взаимодействующий с грузоприемным рычагом через тягу 17, преобразователь некомпенсации, выполненный в виде последовательно соединенных датчика 18, взаимодействующего с измерительным рычагом через флажок 19, усилителя

20 высокой частоты и фазочувствительного демодулятора 21 и генератора

22, подключенного к фазочуветвительному демодулятору 21 и датчику 18 последовательно соединенные блок 23 регулировки модуля и фазы, вход кото рого соединен с выходом фазочувстви" тельного демодулятора, блок 24 электрического интегрирования, усилитель

25 мощности и электромагнитный компенсатор 26, взаимодействующий с приемным рычагом, и опорный перемен- ный резистор 27, соединяющий второй вход электромагнитного компенсатора

26 со вторым выходом усилителя 25 мощности и средней точкой подключенный к отсчетному .прибору 28.

Для взаимодействия с тягой 17 на измерительном рычаге 16 установлена призма 29, а для установки на основании — призма 30. Измерительный рычаг 16 снабжен регулятором 31 нувствительности, регулируемыми Ч-образны» ми пазами 32 для вс троенных съемных гирь 33 и упорами-ограничителями

34 угла отклонения Ч, Дл плеч рычага 16 и расстояния между опорнои призмой 30 и, соответственно, призмой 29, центром пазов

32 и центром компенсатора 26 равны

9 Г9 Ê

Толкатели 35 с направляющими стержнями 36 и электромагнитными защелками 37 поднимаются и опускаются в направляющих 38 с помощью ролика

39 и кулачка-эксцентрика 40, вращаемого электроприводом 4I е концевыми выключателями 42 и электроконтактным датчиком 43 углового положения.

Блок 23 регулировки модуля и фазы выполнен в виде первого операционного усили91еля 44 постоянного тока (УПТ), охваченного цепочкой отрицательной обратной связи (ООС), состоящей из регулируемых резистора (Roi.) 45 и конденсатора (Со ) 46.

Блок 24 электрического интегрирования выполнен в виде второго операционного усилителя 47, охваченного цепочкой ООС, состоящей из переключателя 48 и набора конденсаторов (С, }

49. Первый УПТ 44 вместе с цепочкой

ООС образует корректирующую систему с двойной регулировкой коэффициента передачи по модулю К„ и по фазе Ч 9 а второй операционный усилитель 47 вместе с цепочкой ООС образует электрик ческий интегратор с передаточной функцией KgfQVdt где К вЂ” масштабный коэффициент, gV — входной сигнал блока электрического интегрирования.

Шкала 52 отсчетного цифрового прибора 28 проградуирована в единицах момента, причем "старшие" декады 53 подключены к входу S к электроконт тактному датчику 43 углового положения, а "младшие" декады 54 по сигналу

Sg к опорному резистору 27.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемую лопатку 3 устанавливают в замок 2 грузоприемного рычага

1, перемещают замок 2 вместе с лопаткой 3 с помощью подачи 9 на заданное номинальное значение Н и уравновешивают с помощью гайки 5. Необходимо чтобы номинальное расстояние R центра масс (точка .С) лопатки 3 от оси вращения в турбомашине соответствовало расстоянию точки С до призмы

7. Далее, в результате силового воздействия моментного веса М=Р"H где

P — вес лопатки, грузоприемный рычаг

1 поворачивается по часовой стрелке.

При этом угловое отклонение рычага 1 передается через тягу 17 на измерительный рычаг 16, угловое отклонение последнего на угол 1Ц (против часовой стрелки) измеряется преобразователем некомпенсации, входной сигнал

spy усиливается в УВЧ 20 и демодулируется в ФЧД 21. Полученный на выходе электрический сигнал Ч „ „ подают на блок 23 регулировки модуля и фазы, после чего, с учетом вносимой исслЕ „ дуемой лопаткой 3 инерционности (момента инерции и массы), регулируют

5 14 путем изменения и настройки резистора Нос 45 и конденсатора Сос 46 модуль К и фазу ч" выходного сигнала бЧ УПТ 44 до тех пор, пока не наступает прекращение вынужденных колебаний системы автоматического силового уравновешивания.

Далее электрический сигнал подают на блок 24 электрического интегрирования, который его интегрирует во времени Ч„„„= Kgf ЯЧЖ, причем подбор времени интегрирования производится переключением положений переключателя

48 и включением конденсатора 49.

Процесс интегрирования производится до тех пор, пока усиленный по мощности сигнал в виде тока I посту-. пающий в кат ппку 50 электромагнитноно компенсатора 26, не произведет полное силовое и угловое уравновешивание рычагов 1 и 16, когда ЬЧ = О, При необходимости измерения больших статических моментных весов М из- мерительного рычага 16 снимают необходимое количество гирь 33 путем включения электропривода 41 и опускания толкателей 35, а также измерения показаний S< электроконтактного датчика 43 углового положения, поступающих на "старшие" декады 53 шкалы 52 отсчетного цифрового прибора 28.

На "младшие" декады 54 шкалы 52 от счетного цифрового прибора 28 подают сигнал H с Опорного резистора

27, пропорциональный неуравновешенной гирями 33 части моментного веса М.

Уравнение моментов сил, действующих на грузоприемный рычаг 1, равно

M=P R= g -- 1» Q mi+--, 1 )„1„(1)

1/ и, 1п

1-2 1 1-2

Р R= g — 1„ ш «+ - 1 P„- — —,(3)

Vol1

12 < 12, RQfl . где М вЂ” измеряемый момент-вес лопатки 3;

Р— вес лопатки 3;

R — расстояние от опорной призмы

7 до центра масс лопатки 3;

1,и 12 — расстояние между концевыми призмами 6 и 29 и соответственно опорными призмами 7 и

56795 6

1,и 1„ — плечи действия веса гирь

33 и элек тромагнитной силы

У . компенсатора 26;

--масштабный коэффициент ком5 пенсатора 26;

I — компенсационный ток;

V0tt — напряжение, снимаемое с опорного резистора 27; p R q " сопротивление опорного резистора 27, Результирующее значение измеряемого моментного веса определяется по формулам (1) и (2) по показаниям шка-. лы 52 :отсчетного цифрового прибора

28, проградуированной в единицах момента, Ф о р м у л а и з обретения

Устройство для измерения статических моментов лопаток турбомашин, содержащее опору, установленный на

25 ней грузоприемный рычаг с замком для исследуемой лопатки, взаимодействующий с ним измерительный рычаг, свя-. занный с последним электромагнитный компенсатор, преобразователь неком30 пенсации, выполненный в виде последо вательно соедиенных датчика, усилителя высокой частоты и фазочувствительного демодулятора, и генератора, подключенчого к фазочувствительному

35 демодулятору и датчику взаимодейстЭ вующему с измерительным рычагом, усилитель мощности, выход которого соединен с электромагнитным компенсатором, и отсчетный прибор, о т л и4О ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, оно снабжено соединенными последовательно блоком регулировки модуля и ... фазы, вход которого подключен к выходу фаэочувствительного., демодулятора, и блоком электрического интегрирования, выход которого соединен с уси лителем мощности, и опорным переменг ным резистором, соединяющим вход электромагнитного компенсатора с вторым выходом усилителя мощности и средней точкой подключенным к отсчетному прибору

1456?95

Составитель А.Паникиенко

Техред А.Кравчук Корректор A.Борович

Редактор Г.Волкова

Производственно-полиграфическое предприятие, r Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 7544./39 Тираж 288 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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