Устройство для измерения статических моментов лопаток турбин

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам! (21) 4942031/28 (22) 03.06.91 (46).30.10.93 Бюл, Йа 39-40 .(71) Войсковая часть 13801 (72) Полетов Г.И„. Кпимин КЮ.

: (73) floner0s Геннадий Иванович (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СТАТИЧЕСКИХ МОМЕНТОВ ЛОПАТОК ТУРБИН (57) Изобретение относится к области физики, в частности к проверке статической и динамической . балансировки машин, и может быть использовано преимущественно дпя измерения статических мо(В) RU (11} 2002226 С1 (ЯЦ5 G01M1 12 ментов лопаток турбин. Целью изобетения является расширение диапазона. измерений, а также повышение надежности работы измерителя. Измеритель содержит коромысло на опоре. На конце короткого плеча коромысла закреплены õó и снизу силовые катушки. а на основании — сердечники.

Под концом длинного плеча коромысла установлен регулятор горизонтальности, а над коромыспомизмерительный электрический контакт. Последний

-включен в электрическую схему регистратора, который индицирует результат измерения при равновесии коромысла 3. 2 ип.

2002226

Зо

50

Изобретение относится к области физики, в частности к проверке статической и динамической балансировки машин, и может быть использовано преимущественно для измерения статических моментов. попа, ток турбин.

Известно устройство для измерения моментов лопаток турбомашин, содержащее опору, установленный на ней грузопри. емный рычаг с замком для исследуемой лопатки, взаимодействующий с ним измерительный-рычаг, Связанный с последним электромагнитный компенсатор, преобразователь некомпенсации, выполненный в виде последовательно соединенных датчика, усилителя высокой частоты и фаэочувствительного демодулятора и генератора, подключенного к фазочувствительному демодулятору и датчйку, взаимодействующему с измерительным рычагом, усилитель мощности, выход которого соединен с электромагнитным компенсатором, и отсчетный прибор, Точность и быстродействие устройства . повышается тем, что устройство снабжено соединенными последовательно блоком регулировки модуля и фазы, вход которого подключен к выходу фазочувствительного демодулятора, и блоком электрического интегрирования, выход которого соединен с усилителем мощности, и опорным переменным резистором, соединяющим вход электромагнитного компенсатора с вторым выходом усилителя мощности и средней точкой подключенным к отсчетному приборуИ

Устройство для иэ, 1ерения статических моментов деталей, содержащее основание и стойку с опорой, размещенное на ней ко ромысло, на одном конце которого установлен замок для крепления измеряемой детали, а на другом — размещен сердечник, взаимодействующий с силовой катушкой, закрепленной нэ основании и электрически соединенной с прибором для измерения параметров тока, сверху установлен регулятор горизонтальности на дополнительном верхнем упоре, при этом напротив торцового среза коромысла размещен датчик положения коромысла (механотрон), закрепленный также на дополнительной опоре (2).

Недостатками прототипа являются ограниченные диапазон измерения, а также ненадежность. Это связано с тем, что измерение параметров тока в электромагнитной катушке определено обьективными зависимостями и существуют пределы. за которыми определение величины статического момента непредсказуемо, Увеличение силы притяжения катушкой сердечника увеличивают во времени по заданному закону, нэпример, линейно, но это осуществимо при узком диапазоне весов лопатки, а в роторах турбомашин не все лопатки имеют вес, соответствующий диапазону измерений, Механотрон при фиксировании момента трогания коромысла не включается в работу, пока коромысло не пройдет некоторого расстояния из горизонтального положения, что предопределено необходимостью разгона и вхождения в рабочую характеристику.

Целью изобретения является расширение диапазона измерений и повышение надежности работы измерителя статическим моментов лопаток турбин.

Для этого в измерителе статических моментов лопаток турбин, содержащем стойку с опорой, размещенной на ней коромысло, первую силовую катушку с входящими в нее сердечником, электрически соединенную с регистратором; а также регулятор горизонтальности коромысла и датчик его положения, соосно с первой катушкой и сердечником установлена вторая силовая катушка с сердечником, регистратор выполнен в виде комплекса, s который введены блок управления, блок выборки и хранения информации, блок второй силовой катушки, блок индикации, блок питания. а также масштабный усилитель; При этом датчик положения коромысла электрически соединен с триггером блока управления, с которым также соединен тактовый генератор, первая си- . ловая . катушка соединена через масштабный усилитель с интегрирующим конденсатором блока выборки и хранения информации, куда введены также два ключа и генератор стабильного тока. Вторая силовая катушка соединена со стабилизатором тока, к которому подключены многоуровневый источник опорных напряжений. К индикатору подключены тактовый генератор, соединенный с трехфазным индикатором, а также электрическая цепь первой (нижней) силовой катушки и масштабного усилителя, которая соединена с делителем напряжения, соединенным через аналого-цифровой преобразователь с трехраэрядным индикатором.

Вторая катушка установлена над коротким плечом коромысла, обе катушки соединены с коромыслом, сердечники выполнены цилиндрическими с кольцевой проточкой и установлены на основании. Одна из катушек, например нижняя, выполнена как элемент точного измерения относительных статических моментов при диапазоне 0 — 999

Г,см., э вторая катушка при диапазоне выше указанного для грубого нагружения.

2002226

На фиг.1 представлены механическая схема измерителя статических моментовлопаток турбин и связи механических элементов с элементами электрической схемы; нэ фиг.2 — сечение опоры.

Измеритель статических моментов лопаток турбин содержит основание 1, на котором установлены две параллельные стойки 2. Между стойками 2 размещено коромысло, длинное ЗД и короткое ЗК плечи которого соединены втулкой 4 с большими

5 и малыми 6 подшипниками. В малых подшипниках.6 жестко закреплена ось 7, концы которой введены в подшипники 8 стоек 2.

На длинном плече ЗД коромысла закреплен фигурный замок 9, удерживающий лопатку 10.

Под длинным плечом ЗД коромысла установлен регулятор 11 горизонтальности, а на подставке 12 закреплен дополнительный верхний упор 13, на котором установлен датчик положения коромысла в виде измерителъного электрического контакта 14.

На коротком плече 3К коромысла с помощью приставки 15 закреплены силовые катушки 16 и 17, Перемещение длинного плеча ЗД коромысла под действием нижней силовой катушки 17 точного измерения составляет

0,2-0,4 мм на радиусе от оси 7 до измерительного контакта 14.

Верхняя силовая катушка 16 имеет диапазон нагрузок выше указанного и предусмотрена для измерения относительных статических моментов более тяжелых лопаток 10. Сердечники 18 и 19 выполнены с центрами 20 и периферией 21, В блок 22 управления объединены тактовый генератор 23 и триггер 24, при этом выход триггера 24 связан с входом тактового генератора 23.

В блок 25 выборки и хранения информации включены интегрирующий конденсатор

26, генератор 27 статического тока и ключи

28 и 29.

В блок 30 верхней катушки грубого нагружения объединены многоуровневые источники 31 опорного напряжения со стабилизатором 32 тока, в функциональный блок 33 индикации — делитель 34 напряжения, аналого-цифровой преобразователь 35 и трехразрядный индикатор 36, Отдельно включены в электрическую систему масштабный усилитель 27 сигнала

Чь блок 38 питания стабилизированным током и измерительный электрический контакт 14.

Злектрические внешние связи блоков и приборов таковы, то блок 22 управления соединен с блоком 25 выборки и хранения сброса, который переключает триггер 24 в

45 состояние "1" и через ключ 29 разряжает интегрирующий конденсатор 26. По срезу

5

40. информации, при этом выходы первого соединения с входами ключей 28 и 29.

Выход интегрирующего конденсатора

26 соединен с входом масштабного усилителя 37, который подключен к нижней катушке

17 точного измерения, Через блоки ЗЗ и 38 идет питание! 35У. С блока 38 подается на блок 33 питания 5V.

Блок 30 обеспечивает подачу напряжения на верхнюю катушку 16 грубого нагружения, Выход. масштабного усилителя 37 связан с входом делителя 34 напряжения, выход которого соединен с входом аналого-цифрового и реобразователя 35, имеющим выход, подключенный к входу индикатора 36. С другой стороны тактовый генератор 23 связан с трехразрядным индикатором 36 для гашения разрядов или индикации.

Устройство работает следующим образом.

Работа измерителя статических моментов лопаток турбин начинается с механической операции, какой является установка лопатки 10 на конец длинного плеча ЗД коромысла тэк, что крепежная часть лопатки внизу опирается на коромысло, а сверху удерживается фигурным замком 9. Конец длинного плеча ЗД коромысла опирается на нижнюю опору, находясь в горизонтальном положении на регуляторе 11 и имея возможность поворачиваться благодаря прецизионной подвеске, включающей втулку 4, большой 5 и малый 6 подшипники 8 стоек 2 и осb 7. Установленный на подставке 12 и дополнительном верхнем упоре 13 измерительный электрический контакт 14 разомкнут.

При подаче напряжения питания с блока 38 питания стабилизированным током тактовый генератор 23 формирует импульс импульса сброса происходит зарядка интегрирующего конденсатора 26 через ключ 28 от генератор 27 стабильного тока, чем обеспечивается линейность характеристики изменения напряжения на интегрирующем конденсаторе 26. Одновременно напряжение с интегрирующего конденсатора 26 через масштабный усилитель 37 поступает на нижнюю катушку 17 точного измерения

Сила, создаваемая от взаимодействия магнитного поля нижней катушки 17 и.нижнего сердечника 20, уравновешивает силу статического момента измеряемой лопатки 10.

2002226

Сигналом полного уравновешивания коромысла является замыкание измерительного электрического контакта 14, Сигнал контакта 14 переключает триг- 5 гер 24 в состояние "0" и, как следствие, ключ 28 закрывается, зарядка интегрирующего конденсатора 26 прекращается, Напряжение, при котором произошло переключение триггера 24 в состояние "0", 10 запоминается на интегрирующем конденсаторе 26, Масштабный усилитель 37 через делитель 34 напряжения передает напряжение с интегрирующего конденсатора 26 на анало- 15

ra-цифровой преобразователь 35 и трехразрядный индикатор 36, на котором высвечиваются показания, пропорциональные напряжению, хранящемуся на интегрирующем конденсаторе 26, которое в свою 20 очередь эквивалентно статическому моменту лопатки 10. Через выдержку времени, не обходимую для визуального отсчета, тактовый генератор 23 вырабатывает импульс сброса и цикл измерения повторяется.. 25

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СТА-I30

ТИЧЕСКИХ МОМЕНТОВ ЛОПАТОК ТУР-.

БИН, содержащее основание, стойку с опорой, размещенные на ней коромысло, силовую катушку с сердечником, подключенный к ней регистратор, регулятор гори- 35 зонтальности коромысла и датчик положения коромысла, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых статических моментов и повышения надежности, оно снабжено второй 40 силовой катушкой с сердечником, коромысло выполнено разноплечим, на конце его короткого плеча соосно закреплены силовые катушки по разные стороны от него, каждый из сердечников установлен на ос- 45 новании и выполнен цилиндрическим с кольцевой проточкой на торце для размещения соответствующей силовой катушки, датчик положения коромысла выполнен в виде электрического контакта, а регистра-.50 тор выполнен из первого ключа и последо-, вательно соединенных тактового (Под действием сигнала сброса плечо ЗД коромысла возвращается в исходное положение на нижнюю опору 11, Для измерения более тяжелых лопаток предусмотрено статическое нагружение короткого плеча ЗК коромысла с помощью второй верхней катушки 16 грубого нагружения. Питание верхней второй катушки 16 осуществляется от блока 38 питания стабилизированным током, а величина тока зависит от выбранного опорного напряжения 45, 30 и 5В.

При использовании изобретения есть возможность измерять статические моменты всех лопаток как одной турбины, так и s принципе любой турбины благодаря введению силовой второй катушки грубого нагружения. В этом отношении технологические возможности прототипа ограничены, так как одна катушка не может обеспечить грубого нагружения и точного измерения.

{56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 1456795, кл. 6 01 М 1(42, 1989.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 1. .01698, кл. О 01 М 1/12, 1984. генератора, триггера, второй вход которого и редназначен для заземления через электрический контакт, а выход связан с управляющими входами первого ключа и тактового генератора, параллельно соединенных второго ключа, управляющий вход которого связан с выходом тактового генератора, и конденсатора, последовательно соединенных масштабного усилителя, делителя напряжения, аналого-цифрового преобразователя и индикатора, генератора постоянного тока, подключенного через первый ключ к второму ключу, конденсатору и входу масштабного усилителя, выход которого связан с первой силовой катушкой, и последовательно соединенных многоуровневого источника опорных напряжений и стабилизатора тока, выход которого подключен к второй силовой катушке, а тактовый генератор связан с управляющими входами многоуровневого источника опорных напряжений и аналогоцифрового преобразователя.

2002226

2002226

Составитель Г. Полетов

Редактор Л. Народная Техред М.Mоpгeнтал Корректор С, Лисина

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Заказ 3170

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101