Способ измерения амплитуды вибраций лопаток турбомашины неподвижнб1ми датчиками
ОПИСАНИ Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВЙДЕТЕЛЬСТВУ
236826
Со!оа Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства ¹
Заявле:o 01.|1.1966 (№ 1052451/26-10) с присоединением заявки ¹
Приоритет
Опубликовано 03.1|.1969, Бюл "åòåíü ¹ 7
Кл. 42k, 21/01
ЧП1; О 01пт
Комитет по делам иаобретений и открытий при Совете Министров
СССР
УД1:, (621.438+621.
165) †2 5
:534.13:534.
242.083.8.087. .252 (088.8) Дата опубликования описания 6Л !.1969
Авторы
ИЗООРСTСНИЯ
И. Е. Заблоцкий, Ю. А. Коростелев и Л. Б. Свиблов
Заяв!ггсль
Центральный институт авиационного моторостроения им. П. И. Баранова
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДЫ ВИБРАЦИЙ ЛОПАТОК
ТУРБОМАШИНЪ| НЕПОДВИЖНЪ|МИ ДАТЧИКАМИ
Известен способ измерения амплитуды вибраций лопаток турбомашины неподвижными датчиками, например с помощью электроннолучевого устройства «Элура» для измерен!Ня вибраций лопаток турбомашины или с помощью стробоскопа.
Измерение амплитуды вибраций лопаток невозможно в тех случаях, когда частота колебаний равна частоте вращения машины или кратна ей, т. е. в случаях резонансных вибраций, потому что к неподви>кнох!у датчику или вспышке стробоскопа контролируемая лопатка приходит всегда в одной и той же фазе и «а5«еТО51 нсколсолlощейся. Между тсъ1 измсрение амплитудь! резонансных колебаний
Весь. !!я Важно, тяк Як ВО многllх сл чя 5!х
IDIQiIHo -5TH колебания представляют наибольшую опасность, Описываемый способ состоит в том, что поc !епенно изменяют скорость вращения вала и, начиняя с того момента, когда изменение скорости вращения вызовет перемещение изобра;кения контролируемого объекта, фиксируют
"-ти перемещения при продолжающемся изменении скорости вращения вплоть до момента, когда изображение займет первоначальное положение, и затем измеряют расстояние между крайними зафиксированными положениях!и, которое г!рини.,!а!От за изображение амплитуды резонансных колебаний.
)To позволя т измерять амплитуду вибраций лопаток. -!астота которы.; кратна частоте вращения вала машины.
На фиг. 1 показаны развертка корпуса ма-!
Нин! 1, расположение вдоль нестационарной гозмущающей силы и распределение вдоль иеустановившсгося смещения контролируемого объекта. например лопатки рабочего колеса, вызванного возмущающей силой, в поло10 жен!!е, неподвижное относительно корпуса датч!!ка; иа фиг. 2 представлены амплитудночастотные характеристики при различных степенях успокоения; на фиг. 3 — фазово-частотные характеристики при тех же степенях успо15 коения; на фиг. 4 показана амплитудно-фазоВяя характер:!Сти1;.а В ВекTopHoi форме; ня фиг. 5 дано экспериментальное сопоставление измеренных описанным способом амплитуд с измеренными с помощью наклеенных тснзо20 дя Г lиl ;Ов напряжениями м Ятсриаля лопЯток турбомашины.
Р асса! атрив а!1 контролир 1 емы!! Объе! т, HaI ðèìåð лопатку турбомашины, как колебательную систему с одной сгепенью свободы и
25 дсмпфированисм, пропорш1оиальным скорости, имеем известное решение уравнения движения:
236826
С М С II(C l l I I C 1(011 l, Я Л О П Я Т К И;
15>
2-.. Iz!
Л.1<3«i> (f„= >
lII!el cI (1) 3 3;I, КОТО(1 - )" )-
1. По (2):
»> — (6) 55 ((!331>1 (р, = ! р
c>: — s1f« ! > (7) ,с . < Π— — «3(С (ЦСИ пс f(0((((3 ЛОПЯТки ПО, 1 Дсйст-!
3ПС >(Л ЗП(, 1 l IÒ < . (I I OI О 31!el ICII IIi Б «13! Ifjfåcêff); Ус.(0<> И»<
0 171(i«IITCЛЬП Ос C)f< (((«> I I IC КОИ ПЛ 10I I Я Т!(I I, Л
«РС <1»;
«.(1«П! (IJЯЗ(>1 )(СЖ (М 1;ОЗ,(МIЦ(110(Ц(ll ("1, iOII II !31>1 ill(Ill» 3(С(0 КОЛС()311 II(.
ОТПОС(ПС,(ЬПЯSI 1)((7,11! Г«;«cl ОИРС.«С,1»CТ«51 БЫ—
7(1 ЖСII IIC)l:.1- ((м(«амит>/(л колс()аний копна 10IlciTl(lf (.Ii>lI(Г!>П ГС,7ЬИ 351);
0 —, 10 Г Л Р П ф )! I! I C(К П И:(C ((() C)! C! I T 3 BT ".: Я!! 1151;
< > — ОТПОПIСППС (Я« O I>l К COOCTI3« Н<.,»
I I 0(I I 3 CT0ÒÑ;10Ï 3Ò 1(11; . Оостпc!! ï35(круговая !3«Tотя ,! О И ЛТ КI!.
1 p<1((п. к 31! () 1 ксil 1151 (7) покяз31! 113 (()!1(7 I;j;I Грi рciЗЛ.I!",IÛX Зll > !CII!I»К ЛО: ярf((J),I» IC (1 0 o . (! крс (<(с I л. 1 ° О с сll лб(I ill(с 0 Гложси ь! .3 I! Л «П П» 0 Г:1011: I(II!! 13«1 01 Ы I(«OÎCTI3C. I IIO J I Л (ТОТ(, 110 )» П ОР;«ll 1 I 3Ò вЂ” OTII0<. 111 (., ihfll>IC cl ij(u, I1!ТМ II>I.! (c l((l i . ! !, h!! 0 С р (> 0 1 Л и i J O (3 и Л 1 С f l i f (О (! 0«ИТ<, il>ПОЙ cl С.(пиг фазы При p0301131(CC () 1 зн3)(спятс II> обращается в пуль, что соответствует с (нпгу При измерении перемещений нсподви)кным датчиком последний фиксирует отклонения лопатки в дискретные момснты врсмсни /„, с (иlтсРБяло >(, P313ным исР«IOд! ОдIIOГО 0001)0та Т„. 1 Гп ОБС!« II I>(С ОТ .,70(1 CII Il>0 f(Off 1 (3, !OП Я ТКИ:(,151 зтl!.; ..(оме(ггов грсмеш(«os »(„, - Г») — =)..., 5 Г i((--, I!0(;0(l i(c, loc Iilc, Io ОооротОБ. 2-.. I1j)ll рсзо:I (и!«И((к ко li()clillf51x () =/гг) =-/г T„ ГД<. /(-- коз((7((и(пнсll l кр ITIIOCTII — ll(, 10< Ilf<,10; — Г, 10!335f I(OРОСТ1> 13 Р Л ll((И П 5! КО, IС«3 I 101tcT 2 —,. /г ,! ... ==: <оя ((„,. — ii,;) — -.J =, <> ! J ß» 0Il J)P. (C. SIC Tc"» Мс«ТО<<(У«ТЛ !1О!3 КП ДЯТ III!(cl, РС! УГ! IP>j!Оп(СГО И Я llPOXO» 1CII IIC . IOII BTI И..)1 01 «двиг ())Лзы в /г раз большс, !см (мг<7 окр жi!0«i it между местом установки (и Гика и «ем hie«T0)I ко;) и<с(1, 1 Дс 1 Я р мои П1:.Я 1303 б > жД310i:!cй силы до«т!(гает максимума. 113 фи(7 1 покязяны рязвсрткя of< .p «кяlошсГО КО. ICCO КОРИ СЯ, СBSi331111351 С f(OP(IX COÚ(, HJ) jfOlI II IiH БозоуЖДЯ!ОЩСН C11,1Û Р. COS < )/, СООТ ЗС ТСТБУ(С (СМ С(!«СНИС Лоп><(ТКИ У:1 С. iто нячальпа» фазB ( 35 !О 2л 17 всктOplloé формс ((J)III !) ураf31lc!III(. (5) (!i>I(>37!(< CT и, )О 1(II!(!О 13С!" ГОРЛ " I!
=„--(Г, I-Ic угол <(„c измсне Il!0)I «коро«ти вря»(cli!i (с ii3 (сп»с(с», «1«I(f (J)язы ц из)!с «яст«» IIo кри )ои, (оказанной на фиг. 3> а д 11111;1 13ск10j)3 — — Ifo 1(РИБОЙ, показЯИ ПОЙ ПЯ фиГ. 1л» 110«трос!! I;51 Бск10,)liОЙ дияГJ)ям. , (ОЙ Го 1:<С О пр»)(ОИ О.> ГIПОБО (и)! Ilp5l4» i(j ОУ под мгло)1 ((:„. HOcf(plf(II(млсмыс дат;j jl Ко)! И С,)(М(П(С!11151 13!>1 Р <1 35«Т«51 13 1311 (С П )ОСКИП I!el(toj) H 0o p 1 3 > Io!(«cl 0 c Oc(>fo Ол угo.1 i р»му!О ОУ (нл фиг. О."<1). < > 8(!1113 (8): <д <(1 1 — s(и - .-," ()ткудл (п / (1 — c > - ) - Ряздслив (2) пя (6), получаем уравненис I 0ДО Г J) Я(I) cl БCКTОР Л 11ри мB)fû: зна feffi»f затукания годограф б5 <)п((ы(«лстся практически полность!о при очень 236826 — sill 7 7 (8) 2; 70 фиг. 1 g(kni небольших отклонениях частоты системы. Поло>кив B IIoc 7BQIIe>I выРажении (J = 1, 170 7У 12ем формулу ВЫРЯ>К310ЩУ EO У РЯВНЕИИЕ ОКРУЖНОСТИ, В ЧЕМ легко убедиться, соедш1ив центр окружности С с точками О и В. Очевидно: утгол ВОС= углу 013C= г11; /централь11ый угол OCl3 =л — 2 — —.;, =2 1; ,2 ОВ=2 R si17 1р, где R — радиус окружности. Итак, годограф с указанным приближением представляет собой окружность с радиусом 1-,. Как показано выше и следует из (2), — выГ, ражает максимальное значение резонансной амплитуды. Итак, при прохождении резонанса 77аПра8ПЕЕаЕ 9 "О ) = 7 с МУп - 1Р) Рйжежя 0к ужносаь коРлуса нао колесом 0 05 70 7,5 2,0 й> <7>ая. 3 IIo li1oc переме1цение .70пятки воз.7е датчика равно проекцш1 годографа па прямую ОУ— резонансной амплитуде. притом вне зависимости от положения дат IIIKa, т. е. от угля q» 5 что и обосновывает предложенный способ. Предмет изобретения Способ измерения амп7èò«7û вибрацш1 1010 патое ту рбомаш!шы неподвижными дЯтчиками, например с помощью электроннолучевого устройства «Згура» для измерения виораций лопаток турбомаш1шы. путем IIBiiOpcilii» смещения спгна.72 о прохождении лопаток ми15 мо неподвижного датчика относительно стробир ющгго импульса, характеризующего угловое положение гà7а машины, OT.ïïàlîùèIIñÿ тем, ITo, с целью измерения амплитуды вибраций лопаток, 1астота которых кратна частоте 20 вращения вала машины, постепенно изменяют скорость вращения ва73, фиксируloт нача7о и конец изменения проме>1.1 теа межд строоирующим импульсом и сигналом о прохожде111,II,,70ÏЯТОЕ МИМО НЕПОДВИ>1 НОГО ДЯТЧИЕЯ И 25 Вели ии1у изменения п роме>1 1 т! Я приии7131от за меру амплитуды вибраций лопаток. 0 05 70 75 20 ь авиа.2 236826 3g фаю)) (" Фиг. 5 Коррсктор Г И П ч-шакова Тскрсд Л. Я. Левина Редактор Б. Федотов За3)и)з 1149,14 Т)33)аж 480 IIO;IlilIClIOO Ц11ИИПИ Комитста llo;Ie;Ia)I 3)зобрстсиии и открытий ири Со))сто АЗ)333)стро)3 CCC! IOC1 I IIIIOI I)cl())IIII, llI). (:IIIII II013Il, 2 з; кГ/мм
