Способ испытания дисков турбомашин и стенд для его осуществления
Изобретение относится к турбомашиностроению, в частности к способам и устройствам термоциклических испытаний дисков турбомашин на прочность и долговечность. Цель изобретения - повышение качества испытаний путем более равномерного нагрева дисков и снижение энергозатрат. Для создания индукционных токов в диске используют энергию электропривода 6. Диск 3 вращают в постоянном неоднородном электромагнитном поле зубчатого индуктора 5. Степень нагрева диска регулируется регулятором 12 и регулятором 8. 2 с. п. ф-лы. 3 ил.
Изобретение относится к турбомашиностроению, в частности, к способам и устройствам термоциклических испытаний дисков турбомашин на прочность и долговечность. Целью изобретения является повышение качества испытаний путем более равномерного прогрева диска и снижения энергозатрат. На фиг. 1 изображена векторная диаграмма, поясняющая способ; на фиг. 2 представлена схема стенда; на фиг. 3 изображен зубчатый индуктор, установленный над поверхностью диска. Стенд содержит бронекамеру 1, вакуумные насосы 2, испытуемый диск 3, воздушные сопла 4, зубчатый индуктор 5, электропривод 6 для вращения испытуемого диска 3, регулирующий клапан 7, регулятор 8 расхода охлажденного воздуха, регулируемый источник 9 постоянного тока, датчик 10 температуры, датчик скорости вращения 11, регулятор 12 температуры и программно-задающее устройство 13. Диск 3 установлен на валу 14. Зубчатый индуктор 5 (фиг. 3) установлен над поверхностью диска 3 и подключен к регулируемому источнику постоянного тока 9. Магнитный поток, созданный этим индуктором, пронизывает диск 3 и повторяет форму индуктора, т. е. часть поверхности, "охваченная" индуктором, - северный полюс, остальная поверхность - южный. Стенд работает следующим образом. Испытания диска 3 имитируют реальные условия его работы и начинаются с минимальной скорости его вращения (3000-5000 об/мин). Задатчик скорости вращения 11 формирует требуемую программу изменения скорости вращения испытуемого диска 3 и подает управляющий сигнал на электропривод 6. Одновременно с разгоном диска 3 осуществляется его нагрев, для этого программно-задающее устройство 13 формирует требуемый сигнал задания температуры и подает на вход регулятора 12 температуры. Регулятор 12 температуры сравнивает сигнал задания с реальным значением температуры, поступающим с датчика 12 температуры, и в зависимости от полярности сигнала ошибки он формирует управляющий сигнал для нагрева (на регулируемый источник 9 постоянного тока) или для охлаждения (на регулятор 8 расхода охлаждающего воздуха). Нагрев ведется при пониженном давлении в бронекамере, которое обеспечивается вакуумными насосами 2. Выходное напряжение источника 9 пропорционально выходному сигналу регулятора температуры 12. Постоянный ток, протекающий по зубчатому индуктору 5, создает постоянное, но неоднородное электромагнитное поле, которое пронизывает вращающийся диск 3. На фиг. 3 пунктирной линией показана картина индукционных токов, наведенных в диске 3 при вращении его в поле зубчатого индуктора 5. Величина индукционных токов в диске 3 пропорциональна току в индукторе 5, а следовательно, и выходному сигналу регулятора 12 температуры. Охлаждение диска происходит после изменения полярности выходного сигнала регулятора 12 температуры. Регулятор 8 расхода охлаждающего воздуха воздействует на регулирующий клапан 7, меняя расход охлаждающего воздуха. (56) Технический отчет ЦИАМ N 6799, ЦИАМ им. П. И. Баранова, 1972, с. 13-15. Авторское свидетельство СССР N 1362240, кл. G 01 М 15/00, 1985.
Формула изобретения
1. Способ испытания дисков турбомашин, основанный на его нагреве и вращении в электромагнитном поле, а также периодическом охлаждении, отличающийся тем, что, с целью повышения качества испытания путем более равномерного прогрева диска и снижения энергозатрат, диск вращают в электромагнитном поле, постоянном по направлению и переменном по величине. 2. Стенд для испытания дисков турбомашин, содержащий бронекамеру, в которую выходит вал электропривода, испытуемого диска, размещенные в бронекамере индукционный нагреватель и систему охлаждения, причем нагреватель соединен через регулятор с источником тока, а система охлаждения - с источником сжатого воздуха, отличающийся тем, что, с целью повышения качества испытания путем более равномерного прогрева диска и снижения энергозатрат, нагреватель выполнен зубчатым по окружности, а источник тока - постоянным по направлению.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
