Стенд для испытаний опор скольжения турбомашины

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Свюз Советских

Социалистических

Республик п11862024

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлеио 230379 (21) 2741818/25-06 (51)м. кл.

G 01 M 15/00 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Государствеииый комитет

СССР по делам изобретеиий и открытий

Опубликовано 07.0981 Бюллетень N9 33 (53) УДК Ы1. 438 (088. 8) Дата опубликования описания (72) Авторы изобретения

A.Н.Брагин, Г.Л.Луцкий и В.Г.Баранов (71) Заявитель (5 4 ) стенд для испытАний ОПОР скОльжения

ТУР БОИАШИНЫ

Изобретение относится к стендам для испытаний опор скольжения турбомашины, преимущественно турбохолодильников систем кондиционирования воздуха.

Известен стенд для испытаний опор скольжения турбомашины, содержащий размещенный в испытуемой опоре вал с цапфами и устройством для консольного крепления турбомашины, устройст- 10 ва контроля частоты вращения вала и держатель испытуемых, опор (1).

Однако такой стенд принципиально не позволяет определить анизотропию демпфирующих свойств опоры околыше- 15 ния (измерение силы демпфирования по окружной координате) и зависимость анизотропных демпфирующих свойств от эксцентриситета цапфы в опоре скольжения. 20

Так, например, для обеспечения необходимой для измерения демпфирования величины амплитуды прецессии при частоте вращения вала, превосходящей частоту синхронного резонанса жестко- 25

ro вала в опоре скольжения, может потребоваться внесение дисбаланса такой величины, что вал не сможет пройти резонансный режим иэ-за контактов цапфы с опорой.

Данный стенд не позволяет за один пуск вала осуществить ряд последовательных измерений с целью получения среднего выборочного значения величины демпфирования, так как амплитуды колебаний и угол сдвига фазы определяют на выбеге вала.

Кроме того, в этом стенде коэффициент демпфирования определяют обращением уравнений движения жесткого ротора, при этом используют экспериментально измеренные величины амплитуды и угла сдвига возмущающей силы и перемещения. Соответственно, погрешность измерения демпфирования будет зависеть в основном от точности измерения последних, а также от погрешности математической модели, используемой при составлении уравнений движения.

Цель изобретения — повышение эффективности определения нелинейных демпфирующих свойств. указанная цель достигается тем, что стенд снабжен дополнительными цапфами и опорами, расположенными у торца вала, цапфы, размещенные в испытуемой опоре, выполнены с эксцентричными осями, а держатель опорв виде стойки, установленной с воз862024 мэжностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оси, проходящей через дополнительные цапфы вала.

На чертеже изображен стенд для измерения демпфирования опоры скольжения, общий вид.

Стенд содержит вал 1, снабженный турбинным приводом 2 и цапфами 3, размещенными в испытуемой опоре 4 скольжения, установленной в держателе 5, выполненном в виде стойки 6, 10 установленной с воэможностью возвратно-поступального перемещения. Вал 1 имеет дополнительные цапфы 7, выполненные с эксцентричными осями, размещенные в дополнительных опорах 8.

Стенд содержит устройство 9 контроля частоты вращения вала 1 и тензодатчики 10.

Измерения ведут следующим образом.

Установив цапфу 3 вала 1, имеющую на- о именьшее радиальное биение относительно дополнительных цапф 7 в испытуемую опору 4 скольжения, путем перемещения стойки 6 держателя 5 испытуемой опо-. ры 4, соосной дополнительным опорам 8, 25 тензометрируют тензодатчиками 10 усилия, передаваемые на корпус испытуемой опоры 4 скольжения (полную реакцию опоры) на заданной рабочей частоте вращения в выбранных характерных )ц направлениях путем контроля частоты вращения устройством 9. После этого путем перемещения стойки 6 держателя 5 испытуемой опоры 4 вводят в последнюю цапфу 3, имеющую увеличенное 35 радиальное биение. Процесс повторяют для всех величин радиального биения цапф 3 в пределах зазора испытуемой опоры 4. При максимальном значении амплитуды прецессии цапфы 3, имитируемой радиальным биением, после 4О отключения привода 2 осуществляют поворот вала 1 в опорах 4 не менее чем на один оборот при частоте вращения 0,10.,2 Гц. При этом тензометрируют упругую составляющую реакции опоры 4 скольжения 4 в выбранных характерных направлениях.

При частоте вращения 0,1-0,2 Гц составляющая реакции испытуемой опоры 4 скольжения эа счет действия демпфирующих сил мала, по сравнению с упру- 5Q гой составляющей реакции испытуемой опоры 4 скольжения, поскольку мала .скорость прецессии. Вычитая иэ зарегистрированных на заданной рабочей частоте вращения усилий, передаваемых на корпус испытуемой опоры 4 скольжения, усилия, эарегестрированные при соответствующих величинах смещения поверхности цапфы 3 в испытуемой опоре 4 на частоте вращения 0,1-0,2 Гц, и силы инерции получают величины со- 60 ответствующих реакций, определяемые искомым демпфированием. Изменением радиального биения, имитирующего прецессию цапфы 3 в испытуемой опоре 4 скольжения, определяют зависимость 65 демпфирования от величины эксцентриситета цапфы в опоре.

Стенд позволяет определить аниэотропию демпфирующих свойств опоры скольжения в любых направлениях в пРоцессе одного измерения (за один оборот на заданной частоте вращения и один оборот с частотой вращения

0,1-0,2 Гц), при этом позволяет осуществить любое количество последовательных измерений эа один пуск. вала с целью получения среднего выборочного значения величины демпфирования.

Анализ показал, что точность определения демпфированил с использованием данного стенда примерно в 2-5 раз выше, чем при использовании известного стенда, а это достигается прямым измерением реакции испытуемой опоры в противоположность косвенным измерениям на известном стенде.

Таким образом, стенд позволяет повысить точность измерения величины нелинейных демпфирующих свойств опоры скольжения, обеспечивает возможность проведения любого числа измерений с целью получения среднего выборочного значения демпфирования за один пуск вала, упрощает математическую обработку результатов измерения, может быть использован для определения нелинейных демпфирующих свойств опор скольжения как при их исследованиях, так и в процессе контроля серийной продукции.

Формула изобретения

Стенд для испытаний опор скольжения турбомашины, содержащий размещенный в испытуемой опоре вал с цапфами и устройством для консольного крепления турбомашины, устройство контроля частоты вращения вала и держатель испытуемых опор, о т л и ч а ю щ и й. с я тем, что, с целью повышения эффективности определения нелинейных демпфирующих свойств, стенд снабжен дополнительными цапфами и опорами, расположенными у торца вала, цапфы, размещенные в испытуемой опоре,выполнены с эксцентричными осями, а держатель опор — в виде стойки, установленной с возможностью возвратнопоступательного перемещения вдоль оси, проходящей через дополнительные цапфы вала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Флеминг С.Д. Динамическая жесткость и демпфирование газовых радиальных подшипников с внешним наддувом. — "Проблемы трения и смазки" (М., "Мир"), 1971, е 1, с. 105110.

862024

Состав и тель Е . Крейдин

Тепрел A. Бабинец

Корректор E Рошко

Редактор С.Суркова

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 6534/38 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам. изобретений и открытий

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