Способ испытания на усталость лопаток турбомашин и устройство для его осуществления

 

Способ испытания реализует синфазные колебания испытуемой лопатки с резонансным колебанием, расположенным соосно испытуемой детали. Устройство для реализации способа состоит из корпуса 1 с прикрепленными к нему грузом 2 и резонансным элементом 3, зажима 4 и профильных ложементов 5, установленных на ножке замка лопатки б. Винты 7 и 8 служат для закрепления лопатки в приспособлении. 2 с.п, ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

s G 01 N 3/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕ 1ТУ (21) 4879232/28 (22) 01.11,90 (46) 30.08.93. Бюл. № 32 (71) Мотор С1Ч (72) И.А.Винокурова, С,Л.Силин, Н.В,Степанов и С.Д.Тищенко (73) МоТор С1Ч (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1276937, кл, G 01 N 3/04, 1987. (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ НА УСТАЛОСТЬ

ЛОПАТОК ТУРБОМАШИН И,УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

„, Я) „„1838773 АЗ (57) Способ испытания реализует синфазные колебания испытуемой лопатки с резонансным колебанием, расположенным соосно испытуемой детали. Устройство для реализации способа состоит из корпуса 1 с прикрепленными к нему грузом 2 и резонансным элементом 3, зажима 4 и профильных ложементов 5. установленных на ножке замка лопатки 6. Винты 7 и 8 служат для закрепления лопатки в приспособлении. 2 с.п, ф-лы, 1 ил.

1838773

Сущность способа заключается в том, что лопатку устанавливают в зажим и вставляют в приспособление, Устанавливают также профильные ложементы и на корпус. приспособления соосно лопатке устанавливают резонансный элемент, Создают син- 35 фазные колебания лопатки и резонансного элемента с помощью перемещающегося груза. Момент инерции корневого сечения, резонансного элемента выбирают больше момента инерции испытываемой лопатки. 40

Центр масс собранного устройства располагают по линии действия толкающего усилия.

Устройство состоит из корпуса приспособления 1 с прикрепленным к нему грузом

2 для обеспечения перемещения центра 45 масс на линию действия толкающего усилия, соединенные с резонансным элементом 3, зажима 4, выполненного в виде однозубого захвата и профильных ложементов 5, установленных на ножке замка лопат- 50 ки 6. Винты 7 и 8 служат для закрепления лопатки в приспособлении. На резонансном элементе 3 расположен груз 9. Предлагаемый способ осуществляется с помощью предлагаемого устройства следующим образом.

Устанавливают лопатку 6 в зажим 4 и вставляют в приспособление 1, Вставляют профильные ложементы 5. Затягивают винты 7 и 8. Определяют частоту собственных

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к способам испытания лопаток турбомашины на усталость.

Целью изобретения является снижение энергозатрат на проведение испытаний.

Поставленная цель достигается тем, что производят установку лопатки на вибростенде, закрепляют и создают колебания.

Соосно испытываемой лопатке располагают резонансный элемент и создают синфазные колебания лопатки и резонансного элемента, частота колебаний которого равна или кратна частоте колебаний лопатки, а момент

"инерции корневого сечения резонансного элемента выбирают больше момента инерции испытываемой лопатки, при этом центр масс собранного устройства располагают по линии действия толкающего усилия, Устройство для испытания лопаток, содержащее зажим, приспособление для крепления зажима, снабжено резонансным элементом, закрепленным на корпусе при.способления, с установленным на нем с воэможностью перемещения грузом, а элементы зажима. выполнены в виде однозубого захвата и двух профильных ложементов расположенных противоположно друг другу.

25 колебаний лопатки. Устанавливают противовес 2 к корпусу приспособления, К нему прикрепляют резонансный элемент 3 с расположенным на нем грузом 9. Перемещая груз 9 добиваются того, что частота колебаний резонансного элемента была равна или кратна частоте собственных колебаний лопатки, При этом добиваемся максимального снижения мощности возбуждения лопатки.

Пример, По предложенному способу осуществлялось испытание лопатки вентилятора двигателя. Д вЂ” 18Т. Испытание велось отдельно корневой и надполочной частей.

Общая длина лопатки около 1000 мм, ширина — 270 мм, толщиной 12 мм, вес лопатки до 10 кг, Материал лопатки — титановый сплав

ВТ3-1,„модуль упругости Ед — 1,275. 10 кгс/мм,корневая частьлопатки весом 6 кг и длиной 400 мм, закреплялось в приспособлении без резонансного элемента. При этом амплитуда колебаний составила 15 мм при уровне напряжений 30 кгс/мм, резонансная частота составила 128 гц, мощность потребная на возбуждение составила 18 кВт.

Для реализации описанного способа на приспособление устанавливался противовес весом 12 кг, устанавливается резонанс- ная балка длиной 400 мм, на которой располагался груз весом 0,8 кг. При расстоянии 320 мм от места крепления резонансного элемента частота колебаний лопатки и резонансного элемента были равны. Мощность потребная на возбуждение уменьшилась до 7,5 квт.

Проведены испытания лопаток серийного изготовления на базе N = 2 10 ц и напряжении 30 кгс/мм.

Использование предложенного способа позволяет снизить мощность потребную на возбуждение более, чем в 2 раза, исключить перенос катушки возбуждения и ее замыкание о статор, исключить случаи разрушения нижней бандажной полки.

Формула изобретения

1. Способ испытания на усталость лопаток турбомашин, заключающийся в том, что производят установку лопатки на вибростенде путем закрепления ее хвостовой части и нагружают ее путем колебаний, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью снижения энгергозатрат, колебания лопатки создают совместно с устанавливаемым соосно с ней резонансным элементом с моментом инерции корневого сечения, большим момента инерции лопатки, так, что центр масс расположен по линии действия нагружающего усилия, а частота колебаний резонансного элемента равна или кратна частоте колебаний лопатки, 1838773

Составитель И. Винокурова

Техред М.Моргентал Корректор M. Максимишинец

Закэ 2923 : Тираж Подписное

В НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ло ко сту хв дл

Щ

2, Устройство для испытания на устать лопаток турбомашин, содержащее пус, установленный на нем зажим с выом для взаимодействия со впадиной на стовой части лопатки и и риспособление 5 крепления зажима в корпусе, о т л и ч а юе c я тем. что, с целью снижения энертрат, оно снабжено резонансным элементом, выполненным в виде стержня, установленного соосно с корпусом, и груза, установленного на стержне с возможностью его осевого перемещения, и ложементами, закрепленными на корпусе и предназначенными для взаимодействия с шейкой хвостовой части лопатки.