Способ обнаружения резонансных колебаний ротора газотурбинного двигателя

Изобретение относится метрологии, в частности к способам для вибрационной диагностики ротора газотурбинного двигателя. Согласно способу устанавливают датчики на неподвижных частях турбомашины, запускают двигатель и равномерно увеличивают число оборотов исследуемого ротора. При этом в качестве датчиков используют вибродатчики, которые устанавливают на наружном корпусе двигателя в одной плоскости взаимно ортогонально с точкой пересечения проекций осей датчиков на технологической оси двигателя, после запуска двигателя осуществляют регистрацию и обработку полученных вибросигналов путем их многоуровневой фильтрации с выделением рабочего поля частот ротора, затем проводят орбитальный анализ вибрации ротора в интервалах указанного поля по двум координатам, направление которых совпадает с направлениями осей датчиков, с последующим построением графика орбиты вала исследуемого ротора, о наличии резонансных колебаний вала исследуемого ротора судят по повороту его орбиты на 180±50° с последующим восстановлением ее исходного положения при равномерном снижении числа оборотов исследуемого ротора. Технический результат - высокая достоверность и точность измерений. 3 ил.

 

Изобретение относится к авиадвигателестроению и может быть использовано при диагностике колебаний вращающегося ротора газотурбинного двигателя (далее ГТД).

В качестве наиболее близкого аналога (прототипа) выбран способ обнаружения резонансных колебаний ротора ГТД (RU 2411466 С1).

Недостатком прототипа является отсутствие возможности определения резонансных колебаний вала ГТД.

Техническим результатом, достигаемым заявленным способом, является возможность определения резонансных колебаний вала ГТД при сохранении высокой достоверности и точности результатов.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе обнаружения резонансных колебаний ротора газотурбинного двигателя, при котором устанавливают датчики на неподвижных частях турбомашины, запускают двигатель и равномерно увеличивают число оборотов исследуемого ротора, согласно настоящему изобретению, в качестве датчиков используют вибродатчики, которые устанавливают на наружном корпусе двигателя в одной плоскости взаимно ортогонально с точкой пересечения проекций осей датчиков на технологической оси двигателя, после запуска двигателя осуществляют регистрацию и обработку полученных вибросигналов путем их многоуровневой фильтрации с выделением рабочего поля частот ротора, затем проводят орбитальный анализ вибрации ротора в интервалах указанного поля по двум координатам, направление которых совпадает с направлениями осей датчиков с последующим построением графика орбиты вала исследуемого ротора, о наличии резонансных колебаний вала исследуемого ротора судят по повороту его орбиты на 180±50° с последующим восстановлением ее исходного положения при равномерном снижении числа оборотов исследуемого ротора.

Возможность определения резонансных колебаний вала ГТД, при сохранении высокой достоверности и точности результатов достигается за счет обнаружения поворота фазы механических колебаний ротора, возникающего на резонансе и регистрации поворота эллипса с помощью орбитального анализа вибрации.

Сущность настоящего изобретения поясняется следующими графическими изображениями:

На фигуре 1 изображена нормальная орбита ротора

На фигуре 2 изображена орбита ротора при возникновении резонанса

На фигуре 3 изображена орбита ротора поле возникновении резонанса Способ обнаружения резонансных колебаний ротора ГТД осуществляют следующим образом:

На наружном корпусе ГТД в одной плоскости взаимно ортогонально с точкой пересечения проекций осей датчиков на технологической оси ГТД устанавливают вибродатчики. Затем запускают ГТД и равномерно увеличивают число оборотов исследуемого ротора, одновременно с этим осуществляют регистрацию и обработку полученных вибросигналов путем их многоуровневой фильтрации с выделением рабочего поля частот ротора. Затем проводят орбитальный анализ вибрации ротора в интервалах указанного поля по двум координатам, направление которых совпадает с направлениями осей датчиков и строят график орбиты вала исследуемого ротора. О наличии резонансных колебаний вала исследуемого ротора судят по повороту его орбиты на 180±50° с последующим восстановлением ее исходного положения при равномерном снижении числа оборотов исследуемого ротора.

Пример осуществления способа резонансных колебаний ротора газотурбинного двигателя осуществляют следующим образом:

На наружном корпусе двигателя в одной плоскости взаимно ортогонально с точкой пересечения проекций осей датчиков на технологической оси ГТД устанавливают вибродатчики типа B&K 4513. Датчики подключаются к виброанализатору «Висом ВС 311», который подключается к компьютеру. Затем запускают ГТД и равномерно увеличивают число оборотов исследуемого ротора, одновременно с этим осуществляют регистрацию и обработку полученных вибросигналов путем их многоуровневой фильтрации с выделением рабочего поля частот ротора. Затем проводят орбитальный анализ вибрации ротора в интервалах указанного поля по двум координатам, направление которых совпадает с направлениями осей датчиков и строят график орбиты вала исследуемого ротора. После чего осуществляют анализ орбит вибрации, измеряя положение и отклонения орбиты. При повороте орбиты на 180±50° на одном из режимов работы с последующим восстановлением ее исходного положения при равномерном снижении числа оборотов исследуемого ротора делают вывод о наличии резонанса.

Пример 1:

На наружном корпусе ГТД в одной плоскости взаимно ортогонально с точкой пересечения проекций осей датчиков на технологической оси двигателя устанавливают вибродатчики типа B&K 4513. Датчики подключаются к виброанализатору «Висом ВС 311», который подключается к компьютеру. Затем запускают ГТД и равномерно увеличивают число оборотов исследуемого ротора, одновременно с этим осуществляют регистрацию и обработку полученных вибросигналов путем их многоуровневой фильтрации с выделением рабочего поля частот ротора в интервалах указанного поля. Затем проводят орбитальный анализ вибрации ротора по двум координатам, направление которых совпадает с направлениями осей датчиков и строят график орбиты вала исследуемого ротора. После чего осуществляют анализ орбит вибрации, измеряя положение и отклонения орбиты. При увеличении оборотов орбита изменяла свое положение не более чем на 25 градусов. Делается вывод о отсутствии резонанса.

Пример 2:

На наружном корпусе ГТД в одной плоскости взаимно ортогонально с точкой пересечения проекций осей датчиков на технологической оси двигателя устанавливают вибродатчики типа B&K 4513. Датчики подключаются к виброанализатору «Висом ВС 311», который подключается к компьютеру. Затем запускают ГТД и равномерно увеличивают число оборотов исследуемого ротора, одновременно с этим осуществляют регистрацию и обработку полученных вибросигналов путем их многоуровневой фильтрации с выделением рабочего поля частот ротора в интервалах указанного поля. Затем проводят орбитальный анализ вибрации ротора по двум координатам, направление которых совпадает с направлениями осей датчиков и строят график орбиты вала исследуемого ротора. После чего осуществляют анализ орбит вибрации, измеряя положение и отклонения орбиты. При увеличении оборотов орбита изменяла свое положение на 175 градусов на режиме работы 87% и сохраняла свое положение до максимального режима работы с изменениями не более чем на 15 градусов. После прохождения режима 87% в сторону уменьшения орбита восстановила свое первоначальное положение. При этом делается вывод о резонансе на 87% режиме работы двигателя.

Способ обнаружения резонансных колебаний ротора газотурбинного двигателя, при котором устанавливают датчики на неподвижных частях турбомашины, запускают двигатель и равномерно увеличивают число оборотов исследуемого ротора, отличающийся тем, что в качестве датчиков используют вибродатчики, которые устанавливают на наружном корпусе двигателя в одной плоскости взаимно ортогонально с точкой пересечения проекций осей датчиков на технологической оси двигателя, после запуска двигателя осуществляют регистрацию и обработку полученных вибросигналов путем их многоуровневой фильтрации с выделением рабочего поля частот ротора, затем проводят орбитальный анализ вибрации ротора в интервалах указанного поля по двум координатам, направление которых совпадает с направлениями осей датчиков, с последующим построением графика орбиты вала исследуемого ротора, о наличии резонансных колебаний вала исследуемого ротора судят по повороту его орбиты на 180±50° с последующим восстановлением ее исходного положения при равномерном снижении числа оборотов исследуемого ротора.



 

Похожие патенты:

Настоящее изобретение относится к области микромеханики и измерительной технике, в частности к микромеханическим резонаторам. Способ определения коэффициентов модели Кельвина-Фойгта для клеевого соединения микромеханического резонатора с основанием, заключающийся в измерении резонансной частоты и добротности микромеханического резонатора.

Система и способ контроля давления, температуры и/или вибрации при неблагоприятных окружающих условиях, не требующие применения активных электронных устройств или контура генератора в таких условиях.

Изобретение относится к метрологии, в частности к способу определения собственных частот колебаний механической системы. Способ определения собственных частот колебаний механической системы, заключающийся в том, что на исследуемую конструкцию закрепляется электродвигатель, на валу которого с помощью подшипника качения устанавливается с возможностью свободного вращения маятник с изменяемым моментом инерции его массы, и при вращении вала электродвигателя маятник за счет трения в опоре в зависимости от его моментов инерции начинает вращаться с разными угловыми скоростями (частотами) вращения и эти частоты вращения, которые измеряются оптическим тахометром, определяют собственные (резонансные) круговые частоты колебаний механической системы (конструкции).

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в системах контроля технологических процессов. Система датчиков содержит технологический измерительный преобразователь, вибродатчик без внешнего питания и технологический трансмиттер.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для измерения резонансной частоты колебаний конструкции испытательных стендов, имитирующих инерционность объекта управления и упругость крепления привода в изделии и предназначенных для контроля динамических характеристик системы привод-объект управления.

Изобретение относится к области измерительной техники. Заявленный способ индикации резонансных частот включает следующие этапы: закрепляют объект контроля на подвижной части вибростенда, которая приводится в колебательное движение с переменной частотой, и направляют на него излучение от источника света, причем на объект контроля направляют излучение от трех источников света: красного, синего и зеленого, с образованием при их смешении белого света, которым освещается объект контроля, при этом один источник света, например зеленый, подключают к источнику постоянного тока, а на остальные источники света подают стробирующие импульсы, затем, изменяя частоту вибрации подвижной части вибростенда, визуально фиксируют момент резонанса по появлению на объекте контроля разноцветных полос.

Изобретение относится к измерительной технике. Способ измерения добротности резонансного контура заключается в возбуждении колебаний за счет положительной обратной связи в контуре, стабилизации этих колебаний за счет введения отрицательной обратной связи по их амплитуде с помощью схемы автоматического регулирования усиления с источником опорного сигнала.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для высокоточного определения резонансной частоты с использованием цифровых методов обработки сигналов, а также определения величин, которые функционально связаны с резонансной частотой резонаторов, входящих в состав радиочастотных датчиков и применяемых в различных областях техники и научных исследованиях.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для контроля качества микромеханических элементов. Устройство измерения резонансных частот и добротности подвижных элементов микромеханических устройств включает в себя генератор, регулятор амплитуды, усилитель мощности, вибростенд, на подвижной части которого закрепляется исследуемый МЭМС, источник излучения.

Использование: для контроля добротности пьезорезонагоров. Сущность: возбуждают колебания пьезорезонатора в области резонанса путем воздействия на него электрическим синусоидальным напряжением с переменной частотой, одновременно выделяют активную составляющую проводимости и выполняют ее дифференцирование, на частотной характеристике производной от активной составляющей проводимости измеряют значение производной на частоте максимума, измеряют частоту максимума производной от активной составляющей проводимости и значение активной составляющей проводимости на частоте максимума производной, после чего вычисляют величину добротности в соответствии с определенным математическим выражением.

Изобретение относится метрологии, в частности к способам для вибрационной диагностики ротора газотурбинного двигателя. Согласно способу устанавливают датчики на неподвижных частях турбомашины, запускают двигатель и равномерно увеличивают число оборотов исследуемого ротора. При этом в качестве датчиков используют вибродатчики, которые устанавливают на наружном корпусе двигателя в одной плоскости взаимно ортогонально с точкой пересечения проекций осей датчиков на технологической оси двигателя, после запуска двигателя осуществляют регистрацию и обработку полученных вибросигналов путем их многоуровневой фильтрации с выделением рабочего поля частот ротора, затем проводят орбитальный анализ вибрации ротора в интервалах указанного поля по двум координатам, направление которых совпадает с направлениями осей датчиков, с последующим построением графика орбиты вала исследуемого ротора, о наличии резонансных колебаний вала исследуемого ротора судят по повороту его орбиты на 180±50° с последующим восстановлением ее исходного положения при равномерном снижении числа оборотов исследуемого ротора. Технический результат - высокая достоверность и точность измерений. 3 ил.

Наверх