Стенд для циклических испытаний газодинамических подшипников

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при испытаниях и доводке газовых подшипников высокооборотных турбомашин. Стенд содержит вал, установленный в радиальном подшипнике, закрепленном на станине стенда, установленный на валу испытуемый газодинамический подшипник, размещенный в корпусе, подвижном относительно станины, приводное устройство, соединенное с валом, нагрузочное устройство, связанное с указанным корпусом испытуемого газодинамического подшипника, и измерительную систему с датчиком частоты вращения вала и блоком обработки данных. Дополнительно он снабжен устройством подачи горячего воздуха для подогрева газодинамического подшипника до рабочих температур, корпус газодинамического подшипника выполнен с двумя полостями, размещенными по разные стороны газодинамического подшипника, причем полости пневматически связаны между собой посредством последнего и снабжены уплотнениями, размещенными по сторонам, противоположным газодинамическому подшипнику, первая полость выполнена с возможностью приема горячего воздуха и связана с выходом устройства подачи горячего воздуха, а вторая - с возможностью выпуска воздуха и связана с атмосферой, приводное устройство выполнено в виде высокоскоростного электродвигателя, а нагрузочное устройство - в виде тяги, прикрепленной к корпусу испытуемого газодинамического подшипника и соединенной с тягой тарелки с тарированными грузами, измерительная система снабжена датчиками вертикальных и горизонтальных перемещений корпуса газодинамического подшипника, датчиком его вибраций, датчиком температуры газодинамического подшипника, датчиками температуры воздуха, размещенными в первой и второй полостях, и устройством измерения момента трения в газодинамическом подшипнике в виде горизонтально расположенного рычага, закрепленного на корпусе газодинамического подшипника, и датчика силы, закрепленного на станине стенда и контактирующего со свободным концом рычага, при этом выходы датчиков связаны с соответствующими входами блока обработки данных. Технический результат заключается в повышении точности результатов испытаний. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при испытаниях и доводке газовых подшипников высокооборотных турбомашин.

Известен универсальный стенд для испытаний лепестковых газодинамических опор (патент РФ №77430). Ротор устанавливается в испытуемых подшипниках. Для привода ротора во вращение используется газовая турбина, ротор снабжен нагрузочным устройством. Для осуществления измерений стенд оборудован датчиком линейных перемещений ротора, а со стороны турбины пневмопривода установлен тахометр.

К недостаткам стенда следует отнести то, что в качестве турбины использована модельная турбина без соплового аппарата для подачи рабочего тела. Схема нагружения радиальных и осевого подшипников и величины нагрузки на них не соответствуют реальным. Отсутствует возможность подогрева опор и подшипников до действительных рабочих температур. При циклической работе не имитируется реальный цикл разгона и торможения ротора газотурбинного двигателя (ГТД).

Известен стенд для испытаний газодинамических подшипников (патент РФ №2280243). Стенд содержит вал с приводной импульсной турбиной, который установлен в корпусе с каналами для подачи рабочего тела на колесо турбины и отвода его из турбины, испытуемый подшипник, установленный в обойме, расположенный на валу импульсной турбины и снабженный нагревателем. Обойма испытуемого подшипника подвешена внутри корпуса на упругих элементах. Стенд снабжен нагрузочным устройством, термодатчиком и датчиком измерения крутящего момента.

Применение импульсной турбины в качестве привода вала (ротора) не позволяет формировать стабильную форму цикла «пуск-останов», а использование электронагревателя не обеспечивает равномерный прогрев газодинамического подшипника. Указанные недостатки снижают достоверность получаемых результатов при проведении ресурсных испытаний.

Наиболее близким по технической сущности является стенд для испытаний газодинамических подшипников, предназначенный для осуществления способа определения скорости посадки ротора в газодинамическом подшипнике скольжения (патент РФ №2265820). Ротор стенда установлен в двух радиальных и двух осевых подшипниках. Подшипники установлены в корпусе. Испытуемый газодинамический подшипник скольжения, в котором определяется скорость посадки ротора, расположен в центральной части ротора между радиальными подшипниками. Ротор приводится во вращение турбиной. Испытуемый подшипник соединяется с нагрузочным устройством при помощи балки. Нагрузочное устройство соединено через усилитель и аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) с компьютером. На балке установлен датчик нагрузки, реагирующий на изгибные напряжения в балке. Датчик нагрузки соединен с компьютером через усилитель сигнала и АЦП. Стенд снабжен также датчиком скорости ротора, который соединен с компьютером через усилитель сигнала и АЦП.

Недостаток известного стенда заключается в использовании для привода ротора турбины в качестве привода вала (ротора), что не позволяет формировать стабильную форму цикла «пуск-останов» при проведении длительных ресурсных испытаний. Отсутствие средств, обеспечивающих нагрев подшипника до рабочих температур, а также средств, фиксирующих перемещение ротора в опорах, не позволяет получать достоверную информацию о поведении подшипника, его ресурсе.

Заявленное изобретение направлено на устранение указанных недостатков. Задачей изобретения является повышение достоверности получаемых результатов при определении работоспособности газодинамических подшипников в условиях, приближенных к натурным, по нагрузкам, подогреву опор и подшипников до рабочих температур, имитации реального цикла разгона и торможения ротора ГТД.

Технический результат заключается в повышении точности результатов испытаний.

Заявленный технический результат достигается тем, что стенд для испытаний газодинамических подшипников, содержащий вал, установленный в радиальном подшипнике, закрепленном на станине стенда, установленный на валу испытуемый газодинамический подшипник, размещенный в корпусе, подвижном относительно станины, приводное устройство, соединенное с валом, нагрузочное устройство, связанное с корпусом испытуемого газодинамического подшипника, и измерительную систему с датчиком частоты вращения вала и блоком обработки данных, согласно изобретению снабжен устройством подачи горячего воздуха для подогрева газодинамического подшипника до рабочих температур, корпус газодинамического подшипника выполнен с двумя полостями, размещенными по разные стороны газодинамического подшипника, причем полости пневматически связаны между собой посредством последнего и снабжены уплотнениями, размещенными по сторонам, противоположным газодинамическому подшипнику, первая полость выполнена с возможностью приема горячего воздуха и связана с выходом устройства подачи горячего воздуха, а вторая - с возможностью выпуска воздуха и связана с атмосферой, приводное устройство выполнено в виде высокоскоростного электродвигателя, а нагрузочное устройство - в виде тяги, прикрепленной к корпусу испытуемого газодинамического подшипника и соединенной с тягой тарелки с тарированными грузами, измерительная система снабжена датчиками вертикальных и горизонтальных перемещений корпуса газодинамического подшипника, датчиком вибраций, датчиком температуры газодинамического подшипника, датчиками температуры воздуха, размещенными в первой и второй полостях, и устройством измерения момента трения в газодинамическом подшипнике в виде рычага, расположенного преимущественно в горизонтальном направлении, закрепленного на корпусе газодинамического подшипника, и датчика силы, закрепленного на станине стенда и контактирующего со свободным концом рычага, при этом выходы датчиков связаны с соответствующими входами блока обработки данных.

В частных случаях реализации заявленного стенда испытуемый газодинамический подшипник может быть размещен в обойме, которая выполнена с возможностью установки в корпусе испытуемого газодинамического подшипника, причем в обойме выполнены, по меньшей мере, два осевых отверстия для обеспечения продувки горячего воздуха через испытуемый газодинамический подшипник. При этом осевые отверстия равномерно размещены по торцу обоймы испытуемого газодинамического подшипника, а их диаметр составляет 1,0-3,0 мм.

Целесообразно, чтобы датчик температуры газодинамического подшипника был выполнен в виде трех термопар, последовательно размещенных по длине испытуемого газодинамического подшипника.

Желательно также снабдить вал высокоскоростного электродвигателя цанговым патроном, выполненным с возможностью соединения с валом, на котором установлен испытуемый газодинамический подшипник.

Изобретение поясняется далее подробным описанием со ссылкой на чертежи, где на фиг. 1 показана общая схема стенда для испытаний газодинамических подшипников, на фиг. 2 - фронтальное сечение стенда (электродвигатель условно не показан), на фиг. 3 - устройство измерения момента трения в газодинамическом подшипнике.

Стенд содержит станину 1, на которой закреплен радиальный подшипник 2, размещенный в индивидуальном корпусе, жестко закрепленном на станине 1 стенда. В подшипнике 2 установлен вал 3. Испытуемый газодинамический (газовый) подшипник 4 размещен в корпусе 5, подвижном относительно станины 1 и установлен на валу 3. Для удобства проведения испытаний подшипник 4 предварительно размещается в обойме (на фиг. 2 не показана) и затем вместе с обоймой устанавливается в корпус 5. Подшипник 4 зафиксирован в корпусе 5 внутренней боковой крышкой 6.

Корпус 5 газодинамического (газового) подшипника 4 имеет две наружные крышки 7, 8 которые жестко закреплены на станине 1. В корпусе 5 выполнены две полости 9, 10, размещенные по разные стороны газодинамического подшипника 4. Полости 9, 10 пневматически связаны между собой посредством газодинамического подшипника 4. Пневматическая связь между полостями 9, 10 осуществляется через радиальный зазор между валом 3 и подшипником 4. а также через сквозные отверстия в обойме подшипника 4. В конкретном конструктивном исполнении стенда в обойме подшипника 4 выполнено восемь сквозных осевых отверстий диаметром 2 мм. Осевые отверстия равномерно разнесены по торцу обоймы подшипника 4, диаметрально противоположно.

Для осуществления подогрева газодинамического подшипника 4 до рабочих температур стенд снабжен устройством 11 подачи горячего воздуха. Устройство 11 подачи горячего воздуха может быть выполнено в виде воздухонагнетателя и электронагревателя, снабженного регулятором температуры нагрева.

Первая полость 9, выполненная в корпусе 5, предназначена для приема горячего воздуха и через штуцер в крышке 8 связана с выходом устройства 11 подачи горячего воздуха. Вторая полость 10 предназначена для выпуска воздуха и связана с атмосферой. Отвод воздуха из полости 10 за газовым подшипником 4 осуществляется в окружающую атмосферу по четырем радиальным проточкам. Полости 9 и 10 снабжены лабиринтными уплотнениями (не показаны), размещенными по сторонам, противоположным газодинамическому подшипнику 4.

Приводное устройство выполнено в виде высокооборотного электродвигателя 12. Вал электродвигателя 12 оснащен цанговым патроном, предназначенным для обеспечения соединения вала электродвигателя 12 с валом 3. В рамках данной заявки электродвигатель 12 с цанговым патроном будем именовать шпинделем (где это применимо).

Корпус 5 с подшипником 4 свободно лежит на валу 3. С левой стороны вал 3 установлен в радиальном шариковом подшипнике 2, с правой стороны вал 3 установлен в цанговом патроне шпинделя. При установке вала 3 испытуемого подшипника 4 и соединении его с валом электродвигателя 12 должна быть обеспечена необходимая соосность. Вал 3 подшипника 4 балансируется с высокой точностью. Испытуемый газовый подшипник 4 устанавливается в середине вала 3 в корпусе 5 и фиксируется от осевых перемещений боковой крышкой 6. Крышка неподвижна и крепится к корпусу 5 с помощью четырех винтов. Корпус 5 подшипника 4 свободно подвешен на валу 3 и через газовый подшипник 4 имеет возможность поворота в окружном направлении.

Стенд содержит также нагрузочное устройство, связанное с корпусом 5 испытуемого газодинамического подшипника 4. Нагрузочное устройство выполнено в виде тяги 13 и соединенной с ней тарелки 14 с тарированными грузами 15. Тяга 13 выполнена в виде резьбовой шпильки, верхняя часть которой ввинчена в корпус 5 (см. фиг. 3), а нижняя часть соединена с подвесом (гиредержателем) тарелки 14. Тарелка предназначена для размещения на ней тарированных грузов (плоских гирь) 15, которые обеспечивают имитацию радиальной нагрузки на подшипник 4.

Стенд содержит измерительную систему. В состав измерительной системы входит устройство измерения момента трения в газодинамическом подшипнике 4, набор датчиков и связанный с ними блок обработки данных (не показан).

Устройство измерения момента трения в газодинамическом подшипнике 4 выполнено в виде горизонтально расположенного моментного рычага 16 и датчика 17 силы. Как показано на фиг. 3, рычаг 16 левой частью прикреплен к корпусу 5 подшипника 4, а правой своей частью опирается (контактирует) на датчик 17 силы. Датчик 17 силы закреплен на станине 1 стенда и контактирует со свободным (правым) концом рычага 16. В качестве датчика 17 силы может быть использован пьезодатчик. Момент трения определяется как произведение величины усилия, измеренного датчиком 17, на расстояние от оси вращения (оси вала 3) до датчика 17 силы.

Измерительная система стенда содержит: датчик 18 частоты вращения вала 3, датчик 19 вертикальных перемещений корпуса 5, датчик 20 горизонтальных перемещений корпуса 5, датчик 21 вибраций, датчик 22 температуры подшипника 4, датчик 23 температуры воздуха на входе в подшипник 4, датчик 24 температуры воздуха на выходе из подшипника 4.

Датчики 19 и 20 вертикальных и горизонтальных перемещений установлены над корпусом 5 в двух держателях 25 (см. фиг. 2). Использование высокочастотных датчиков 19 и 20 перемещений позволяет при испытаниях определять орбиту движения корпуса 5 подшипника 4 относительно вала 3.

В качестве датчика 22 температуры подшипника 4 можно использовать термопару. При этом целесообразно использовать, по меньшей мере, три термопары, расположенные в обойме подшипника 4 вдоль ее длины.

В качестве датчиков 23 и 24 температуры воздуха на входе в подшипник 4 и температуры воздуха на выходе из подшипника 4 также можно использовать термопары. Предварительные испытания показали, что для повышения точности измерений целесообразно в качестве датчика 24 температуры воздуха на выходе из подшипника 4 использовать три термопары, одна из которых установлена в полости 10, а две другие на выходе из радиальных проточек в крышке 7.

Для фиксации вала 3 от осевых перемещений относительно станины 1, на левом конце вала 3 выполнена резьба. Гайка 26 упирается во внутреннее кольцо шарикоподшипника 2, внешнее кольцо которого размещено в корпусе 27. Корпус 27 подшипника 2 прикреплен к станине 1 посредством крепежного элемента ложемента 28. Такой способ крепления упрощает монтаж вала 3 на станине 1 стенда.

Аналогичное крепление к станине 1 стенда предусмотрено для крышек 7 и 8, которые монтируются с использованием крепежных элементов ложемента 28.

Стенд работает следующим образом.

Основной целью испытаний является определение работоспособности газодинамических подшипников при многочисленных последовательных циклических пусках-остановах в условиях имитируемого теплового состояния опор малогабаритного газотурбинного двигателя. При этом требуется соблюдение одинаковости формы всех последовательных циклов «пуск-останов».

Испытания проводятся в соответствии со следующей методикой. В начале испытаний к корпусу 5 подшипника 4 прикладывается требуемая нагрузка Р кг, путем накладывания на тарелку 14 тарированных грузов 15. Затем от воздушной системы в полость 9 подшипника 4 через устройство 11 подачи горячего воздуха к штуцеру в крышке 8 подается горячий воздух от электрического или иного другого подогревателя. Горячий воздух поступает в полость 9 в корпусе 5 и затем протекает через радиальный зазор между валом 3 и подшипником 4, отверстия в обойме, далее поступает в полость 10 и выводится в атмосферу. После достижения требуемого теплового состояния подшипника 4, что контролируется по показаниям датчика 22 температуры, запускается шпиндель и осуществляется циклическая работа ротора «пуск-останов» в автоматическом режиме. В процессе испытаний полости 9, 10 и, соответственно, подшипник 4 продувается уменьшенным количеством воздуха для поддержания установленного теплового состояния. Продувка воздухом обеспечивает также удаление продуктов износа. Длительность времени разгона вала 3 до наперед заданной максимальной установившейся частоты вращения, время работы при этой частоте вращения и время останова вала 3 при выключении мотора задаются программой работы блока управления электромотором 12 (на фиг. 1-3 не показан). Для примера длительность цикла может составлять: время разгона вала 4 ~5-6 с до установившейся частоты вращения, например, 15000 об/мин, время непрерывной работы на этом режиме ~15-20 с, время останова, например, при свободном выбеге вала 6-8 с.

В процессе разгонов-остановов осуществляется непрерывная запись всех сигналов, поступающих от датчиков измерительной системы, контролирующих параметры работы узла и передающих информацию в блок обработки данных, при этом фиксируется характер работы ротора (вала 3 с подшипником 4), плавность его разгона и другие параметры.

Через определенное число циклов, например 50-100 циклов, производится сравнение диаграмм выбега ротора с целью измерения времени выбега и, таким образом, косвенной оценки работоспособности подшипника 4. В процессе испытаний могут быть сделаны несколько перерывов в работе с целью частичной разборки узла трения и оценки состояния лепестков подшипника 4 и поверхности вала 3 в зоне контакта. После испытаний фиксируется достигнутое суммарное число циклов пуск-останов и производится разборка узла трения, ревизия состояния покрытия на лепестках подшипника 4 и на поверхности вала 3, обмер геометрических размеров с целью определения величины износа деталей пары трения (гладкий лепесток-вал).

Заявленный стенд обеспечивает проведение испытаний газодинамических подшипников в условиях имитируемого теплового состояния опор, т.е. с регулируемым тепловым состоянием опор. При этом использование высокооборотного двигателя обеспечивает получение идентичности циклов «пуск-останов» при проведении ресурсных циклических испытаниях. Использование шпинделя с цанговым патроном позволяет быстро производить переоснастку стенда, при этом не нарушается соосность вала подшипника и вала двигателя. Все перечисленные особенности стенда обеспечивают повышение точности получаемых результатов проводимых ресурсных испытаний.

1. Стенд для циклических испытаний газодинамических подшипников, содержащий вал, установленный в радиальном подшипнике, закрепленном на станине стенда, при этом вал выполнен с возможностью установки на него испытуемого газодинамического подшипника, размещенного в корпусе, подвижном относительно станины, приводное устройство, соединенное с валом, нагрузочное устройство, связанное с указанным корпусом испытуемого газодинамического подшипника, и измерительную систему с датчиком частоты вращения вала и блоком обработки данных, отличающийся тем, что снабжен устройством подачи горячего воздуха для подогрева газодинамического подшипника до рабочих температур, корпус газодинамического подшипника выполнен с двумя полостями, размещенными по разные стороны газодинамического подшипника, причем полости пневматически связаны между собой посредством последнего и снабжены уплотнениями, размещенными по сторонам, противоположным газодинамическому подшипнику, первая полость выполнена с возможностью приема горячего воздуха и связана с выходом устройства подачи горячего воздуха, а вторая - с возможностью выпуска воздуха и связана с атмосферой, приводное устройство выполнено в виде высокоскоростного электродвигателя, а нагрузочное устройство - в виде тяги, прикрепленной к корпусу испытуемого газодинамического подшипника и соединенной с тягой тарелки с тарированными грузами, измерительная система снабжена датчиками вертикальных и горизонтальных перемещений корпуса газодинамического подшипника, датчиком вибраций, датчиком температуры газодинамического подшипника, датчиками температуры воздуха, размещенными в первой и второй полостях, и устройством измерения момента трения в газодинамическом подшипнике в виде рычага, расположенного преимущественно в горизонтальном направлении, закрепленного на корпусе газодинамического подшипника, и датчика силы, закрепленного на станине стенда и контактирующего со свободным концом рычага, при этом выходы датчиков связаны с соответствующими входами блока обработки данных.

2. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что испытуемый газодинамический подшипник размещен в обойме, которая выполнена с возможностью установки в корпусе испытуемого газодинамического подшипника, причем в обойме выполнены по меньшей мере два осевых отверстия для обеспечения продувки горячего воздуха через испытуемый газодинамический подшипник.

3. Стенд по п. 2, отличающийся тем, что радиальные отверстия равномерно размещены по торцу обоймы испытуемого газодинамического подшипника, а их диаметр составляет 1,0-3,0 мм.

4. Стенд по п. 1 или 3, отличающийся тем, что датчик температуры газодинамического подшипника выполнен в виде трех термопар, последовательно размещенных по длине испытуемого газодинамического подшипника.

5. Стенд по п. 4, отличающийся тем, что вал высокоскоростного электродвигателя снабжен цанговым патроном, выполненным с возможностью соединения с валом, на котором установлен испытуемый газодинамический подшипник.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к способам снижения вибраций турбомашин, и может быть использовано в авиационных газотурбинных двигателях, испытательных стендах, роторы которых оборудованы упругими опорами.

Изобретение относится к приборостроению, в частности к способам испытания подшипниковых опор ротора, и может быть преимущественно использовано при определении предварительного осевого натяга подшипников качения ротора.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам определения прочности лопаточных дисков турбомашин с вильчатым соединением. Способ заключается в создании эксплуатационных условий нагружения одновременно в трех верхних крепежных отверстиях элементах обода диска.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для испытания на прочность лопаточных дисков турбомашин с вильчатым соединением. Устройство содержит тяги, предназначенные для связи с захватами испытательной машины и с элементом обода диска посредством заклепок, предназначенных для размещения в крепежных отверстиях элемента обода диска, четыре планки - верхнюю и нижнюю, расположенные горизонтально параллельно друг другу, правую и левую, расположенные вертикально параллельно друг другу и перпендикулярно верхней и нижней планкам, причем верхняя планка содержит пять отверстий, равномерно отстоящих друг от друга, нижняя, правая и левая планки содержат по три отверстия, равномерно отстоящих друг от друга, при этом отверстия, расположенные справа и слева от центрального отверстия верхней планки, а также центральные отверстия нижней, правой и левой планок предназначены для соединения и передачи усилий от соответствующих захватов двухосной испытательной машины.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при определении стойкости инструмента методом, основанным на корреляции между магнитными и физико-механическими свойствами.

Изобретение относится к испытательной технике и испытаниям на усталостную прочность при кручении. Стенд содержит сервогидравлическое нагружающее устройство (СНУ), элемент коленчатого вала (1), один конец которого жестко крепится через фланец отбора мощности к вертикальной неподвижной стойке (7).

Группа изобретений относится к измерительной технике, в частности к техническому диагностированию машин и их деталей, и может быть использована для измерения динамических характеристик машин.

Изобретение относится к области испытательной техники, в частности к способам проведения однонаправленных испытаний на износ динамическим способом для определения механического ресурса шаровых шарниров передней подвески легкового автомобиля.

Изобретение относится к испытательным стендам и может быть использовано преимущественно в ходе научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, а также в период доводки двигателей внутреннего сгорания.

Способ оценки повреждения термического барьера, нанесенного на деталь, выполненную на металлической подложке, причем упомянутый термический барьер включает в себя подслой из алюминия и слой из керамического материала с колончатой структурой, причем упомянутый подслой расположен между упомянутой подложкой и упомянутым керамическим слоем.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к оборудованию для испытания рабочих органов дорожно-строительных машин. Стенд для испытания рабочих органов дорожно-строительных машин содержит опорную раму со стойками, установленную на опорной раме несущую плиту с упорами для фиксации исследуемого образца грунта, взаимодействующего с испытываемым рабочим органом. Стенд также содержит механизм поперечного перемещения несущей плиты в горизонтальной плоскости и механизм продольного перемещения рабочего органа в горизонтальной плоскости, привод которого снабжен тяговой цепью, на которой закреплен захват с возможностью перемещения рабочего органа вдоль стенда на направляющих, закрепленных в стойках опорной рамы параллельно несущей плите. Дополнительно содержит винтовой механизм перемещения рабочего органа в вертикальной плоскости, выполненный в виде ползуна, содержащего корпус, в котором с помощью резьбового соединения установлен винт с возможностью вертикального перемещения и взаимодействия с расположенным в корпусе четырехгранником, жестко соединенным с тензометрической головкой, на которой с помощью жестко соединенного с ней кронштейна, пальца и подшипников качения установлен с возможностью вращения на пальце рабочий орган. Технический результат заключается в повышении эффективности стенда. 2 ил.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на тепловых электростанциях (ТЭС) на паровых турбинах низкого давления, имеющих лопатки с бандажными полками, и предназначено для контроля целостности бандажных полок с возможностью контроля количества расцеплений на контролируемой турбинной ступени в процессе эксплуатации. При этом дефект зацепления бандажных полок рабочих лопаток определяют по появлению сигнала от расцепленных бандажных полок рабочих лопаток, а величину расцепления бандажных полок лопаток L (мм) рассчитывают по формуле: где Time - временной интервал, замеренный между импульсами разной полярности, вызванный наличием дефекта; Rpm - частота вращения ротора турбины с диагностируемыми лопатками; D - диаметр диагностируемой ступени по бандажным полкам (мм); Pi - число пи; 1 - единица; далее полученное значение величины расцепления бандажных полок рабочих лопаток L сравнивают с длиной бандажной полки и определяют степень повреждения рабочей ступени. Заявляемое техническое решение позволяет расширить области его применения за счет простоты реализации процесса измерений на энергетических объектах - паровых турбинах - без установки индукторов в бандажные полки лопаток и повысить надежность системы измерений за счет отсутствия недолговечных элементов измерительной схемы - индукторов, и отсутствия датчика фазы. 3 ил.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на тепловых электростанциях для мониторинга прочности ответственного оборудования в процессе его эксплуатации, например паропроводов и корпусных элементов оборудования высокого давления. Сущность: периодически при останове оборудования известным способом проверяют наличие и уровень микроповрежденности наружной поверхности контролируемой детали. При достижении установленного опасного значения указанного уровня из неответственной части контролируемой детали изготавливают серию из нескольких одинаковых образцов круглого поперечного сечения. Каждый из указанных образцов испытывают на разрыв с нагревом образца для создания в нем при нагружении условий ползучести. Оценивают остаточный ресурс контролируемой детали путем математической обработки результатов указанных испытаний. Причем на каждый из указанных образцов наносят острый кольцевой надрез, моделирующий известным способом достигнутый уровень микроповрежденности на поверхности контролируемой детали, а заданное значение механического напряжения в указанном образце при его испытании поддерживают в гладкой части образца за пределами указанного кольцевого надреза. Технический результат: обеспечение возможности учета при испытании образцов уровня микроповрежденности контролируемой детали и проведения указанных испытаний при рабочих параметрах эксплуатации данной детали. 2 з.п. ф-лы, 4 ил., 3 табл.

Изобретения относятся к измерительной технике, в частности к средствам и методам измерения непроницаемости просвета поршневого кольца. При реализации способа открытое поршневое кольцо зажимают в направлении периферии посредством вспомогательного приспособления с максимальным закрытием стыка и определяют непроницаемость просвета посредством оптических средств. В зоне, по меньшей мере, одного края стыка поршневого кольца действует заданное усилие радиально изнутри в направлении стенки вспомогательного приспособления, причем посредством оптических средств определяют беспросветное прилегание подвергаемой воздействию усилия зоны стыка поршневого кольца к стенке вспомогательного приспособления, причем соответствующую зону стыка прижимают с усилием, составляющим от 0,5 до 50 Н, к стенке вспомогательного приспособления, выполненного, в частности, в виде контрольного кольца. В устройстве вспомогательное приспособление выполнено в виде контрольного кольца, охватывающего поршневое кольцо, и радиально внутри контрольного кольца установлен ролик с возможностью его подачи, по меньшей мере, в направлении контрольного кольца, причем используют систему оптического контроля, сканирующую, по меньшей мере, один заданный участок периферии, по меньшей мере, одного края стыка относительно охватывающей его стенки контрольного кольца. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения осевой нагрузки на шарикоподшипниковые опоры роторов, а также для определения и контроля собственных частот колебаний роторов небольших механизмов и приборов. Устройство содержит магнитоэлектрический преобразователь, связанный с системой подвеса для установки силового гироскопа или двигателя-маховика, устройство возбуждения колебаний, теплоизолированную вакуумную камеру, систему терморегуляции полости камеры, систему управления работой стенда. Дополнительно устройство оснащено теплоизолированной вакуумной камерой, внутри камеры располагается на упругих элементах система подвеса, связанная с магнитоэлектрическим преобразователем и устройством возбуждения вибраций через упругие герметичные элементы, например сильфоны. Также устройство оснащено внешней системой терморегулирования полости теплоизолированной вакуумной камеры, состоящей из камеры тепла и холода и блока принудительной вентиляции. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей стенда, увеличении помехозащищенности, повышении точности измерений. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при шарошечном бурении взрывных или разведочных буровых скважин на горных предприятиях. Устройство для определения технического состояния шарошечного долота содержит раму с закрепленным на ней подающим механизмом вращательного органа с возможностью создания нагрузки на диагностируемую шарошку диском для вращения шарошки, электродвигатель и шкивы ступенчатого регулирования скорости, станину для установки на нее шарошечного долота с возможностью закрепления на его лапы вибродатчика. Устройство дополнительно снабжено съемным патроном для установки шарошечного долота с возможностью поворота вокруг своей оси, закрепленного на подвижной площадке с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости с помощью рукояти, установленной на валу подающего червячного механизма и подвижной раме, нагружаемой рукоятью, установленной на валу подающего механизма, частотным преобразователем плавного регулирования скорости электродвигателя и блоком обработки сигналов, расположенных на раме, взаимосвязанным с датчиком измерения скорости вращения шарошки и датчиком вибрации, дисковой площадкой с прорезью и оптическим датчиком измерения расстояния высокой точности. Дисковая площадка выполнена с возможностью установки на вращающем органе и зафиксирована с помощью подающего механизма в вертикальной плоскости, а оптический датчик измерения расстояния установлен в прорези дисковой площадки с возможностью перемещения датчика вдоль прорези от края дисковой площадки до ее центра. Технический результат заключается в повышении точности определения технического состоянии шарошечного долота. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при эксплуатации электродвигателей и другой техники с подшипниковыми узлами для определения текущего состояния подшипников и прогнозирования ресурса по завершении определенного времени с начала эксплуатации. Способ осуществляют в эксплуатационных условиях при работающем электродвигателе, установленном на технологическом оборудовании с учетом условий и факторов окружающей среды производственных помещений. При известном времени наработки электродвигателя, известной начальной и предельной величине радиального зазора подшипника электродвигателя, по результатам полученных измерений получают экспериментальные графические зависимости изменения радиального зазора подшипника электродвигателя во времени. Для требуемой зависимости расчетным путем определяют предотказовую величину и диапазон упреждающего допуска радиального зазора подшипника, момент первой диагностической проверки и требуемую периодичность проверок с учетом требуемого уровня надежности. Также по этой графической зависимости определяют ожидаемый радиальный зазор и ресурс подшипника контролируемого электродвигателя, характеризующие его износ на данный момент времени. На основании полученной информации оценивают техническое состояние подшипника электродвигателя и принимают решение о проведении мероприятий по техническому обслуживанию или замене подшипника. Технический результат заключается в упрощении эксплуатационного контроля технического состояния и прогнозирования ресурса подшипников электродвигателей. 2 ил., 3 табл.

Изобретение относится к техническому диагностированию гидрофицированных силовых передач самоходных машин. Способ оценки качества работы гидроподжимных муфт при переключении зубчатых передач гидрофицированных коробок передач осуществляется без разрыва потока мощности в передачах во время их переключения. При его осуществлении устанавливают на выходной вал коробки передач зубчатый диск, устанавливают индуктивный аналоговый датчик перемещений, включают привод коробки передач, выбирают начальную передачу, производят переключение передач. При переключении передач получают зависимость от времени частоты вращения выходного вала, рассчитывают величины относительного уменьшения частоты вращения выходного вала при выключении начальной передачи и при включении последующей передачи, сравнивают их с заранее заданными значениями относительных изменений частоты вращения. По результатам сравнения оценивают степень неразрывности потока мощности при переключении передач. Достигается повышение простоты и точности диагностики. 3 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для диагностики состояния механизмов, агрегатов и машин, составной частью которых являются элементы, совершающие вращательное движение. Способ заключается в том, что на валу контролируемого изделия устанавливают датчик оборотов, генерирующий при вращении вала импульсы. Таким образом, при вращении вала с постоянной угловой скоростью датчик выдает импульсную последовательность с постоянными межимпульсными интервалами, наличие дефекта приводит к возникновению микровариаций вращений вала и, следовательно, к вариациям межимпульсных интервалов в импульсной последовательности, генерируемой датчиком; из импульсной последовательности, генерируемой датчиком. С помощью порогового устройства формируют стандартную последовательность единичных импульсов и последовательность, прореженную в целое число раз с помощью делителя частоты, затем производят измерение временных интервалов между импульсами исходной последовательности или прореженной последовательности. После этого для стандартной или прореженной последовательности находят среднеквадратичное отклонение значений интервалов между импульсами от среднего значения, и если зафиксированное среднеквадратичное отклонение выше определенного порога, то делают заключение о наличии у изделия дефекта. Технический результат заключается в упрощении процедуры выявления дефекта и снижении необходимых вычислительных затрат. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, преимущественно к авиадвигателестроению, а именно к способу определения физико-механического состояния рабочих лопаток турбины высокого давления (ТВД), в частности напряженного состояния лопатки. Сущность предложенного способа определяется тем, что в способе определения напряженного состояния лопатки ТВД, включающем определение поверхностных остаточных напряжений, объемных остаточных напряжений, вычисление суммарной энергии напряженного состояния от действия поверхностных и объемных остаточных напряжений и металлографическое исследование структуры материала, определение поверхностных остаточных напряжений, объемных остаточных напряжений и металлографическое исследование структуры материала выполняют на одной лопатке, причем определение поверхностных остаточных напряжений определяют на образцах прямоугольного сечения, вырезаемых вдоль оси пера от выходной кромки до центральной оси как со стороны спинки, так и со стороны корыта, объемные остаточные напряжения определяют на образцах прямоугольной формы с установленными на них тензорезисторами, вырезаемых от входной кромки до центральной оси как со стороны спинки, так и со стороны корыта, металлографическое исследование структуры материала проводят в поперечном сечении оставшейся части пера лопатки, а вычисление энергии напряженного состояния осуществляют путем сложения величин поверхностных и объемных остаточных напряжений, измеряющихся по глубине их залегания. 2 ил., 3 табл.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при испытаниях и доводке газовых подшипников высокооборотных турбомашин. Стенд содержит вал, установленный в радиальном подшипнике, закрепленном на станине стенда, установленный на валу испытуемый газодинамический подшипник, размещенный в корпусе, подвижном относительно станины, приводное устройство, соединенное с валом, нагрузочное устройство, связанное с указанным корпусом испытуемого газодинамического подшипника, и измерительную систему с датчиком частоты вращения вала и блоком обработки данных. Дополнительно он снабжен устройством подачи горячего воздуха для подогрева газодинамического подшипника до рабочих температур, корпус газодинамического подшипника выполнен с двумя полостями, размещенными по разные стороны газодинамического подшипника, причем полости пневматически связаны между собой посредством последнего и снабжены уплотнениями, размещенными по сторонам, противоположным газодинамическому подшипнику, первая полость выполнена с возможностью приема горячего воздуха и связана с выходом устройства подачи горячего воздуха, а вторая - с возможностью выпуска воздуха и связана с атмосферой, приводное устройство выполнено в виде высокоскоростного электродвигателя, а нагрузочное устройство - в виде тяги, прикрепленной к корпусу испытуемого газодинамического подшипника и соединенной с тягой тарелки с тарированными грузами, измерительная система снабжена датчиками вертикальных и горизонтальных перемещений корпуса газодинамического подшипника, датчиком его вибраций, датчиком температуры газодинамического подшипника, датчиками температуры воздуха, размещенными в первой и второй полостях, и устройством измерения момента трения в газодинамическом подшипнике в виде горизонтально расположенного рычага, закрепленного на корпусе газодинамического подшипника, и датчика силы, закрепленного на станине стенда и контактирующего со свободным концом рычага, при этом выходы датчиков связаны с соответствующими входами блока обработки данных. Технический результат заключается в повышении точности результатов испытаний. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Наверх