Устройство для измерения виброскорости вращающихся деталей

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союэ Соввтсник

Социалистически к

Рвснубннн (1и 9! 1169 (61) Дополнительное кант. свид-ву № 662822 (51)М. Кл. (22) Заявлено 26.01.78 (2! ) 2572727/1 8-28 с присоединением заявки М

% 01 Н 11/00//

601 В 11/00

Рвударстзеный квнктат

CCCP ае делам кэабрвтеккв к еткрнткя (23) Приоритет

Опубликевано07.03.82, Бюллетень Рй 9

Дата опубликования описания 07.03.82 (83 1 УЙ К621.317 .39. 531.767 (088.8) ТойберС.М. Дорошко,,В. В. Москвин. С.А. Смородин и (72) Авторы изобретения

Рижский Краснознаменный институт инженеров авиации им. Ленинского комсомола

f71 ) Заявитель нской а (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВИБРОСКОРОСТИ

ВРАШАЮШИХСЯ ДЕТАЛЕЙ

Изобретение относится к средствам контроля вибрационного состояния вратцатошихся петалей, например рабочих лопаток, турбомашин.

По основному авт. св. ¹ 662822 известно устройство для измерения вибро скорости врашаюшихся деталей, содержа шее укрепленный на валу отметчик, первый датчик, расположенный около отметчика, второй датчик, расположенный у корневой части лопаток, третий датчик, расположенный около концов лопа,:ок, се» лектор. с переключателем выбора номера лопатки, вхопы которой попклточеиы к первым двум датчикам, генератор меток, кнопку сброса, цифровой индикатор и иэ мернтельный канал, состоятций из трвхключей, счетчика, схемы равнозначности и сумматора максимума, управлякяпий аеоп первого ключа подсоединен к выходу селектора, управляюяиий вход второго ключа подсоединен через первый ключ к третьему датчику, вход счетчика подсоединен через второй ключ к выходу генератора меток, счетный sxoa сумма торд максимума подключен через третий ключ к выходу второго ключа, входы схемы равнозначности подключены к выходу счетчика и выходу сумматора макствсума, управляюцтий вход третьего ключа подсоединен к выходу схемы равнозначности, счетный вход цифрового индикато ра подключен к выходу сумматора максюте .. мума, а кнопка сброса подключена к вхо .. дам сброса счетчика, сумматора И пиф» рового индикатора (11.

Однако известное устройство не поэ воляет определить неравномерность эаэо!

3 ров между лопатками и корпусом турбомашины.

Бель, изобретения - определение отно- сительной неравномерности зазоров меяв ду лопатками и корпусом турбомашины.

Поставленная пель достигается тем, что устройство снабжено соединенным с первым датчиксм тсзмеритепем периода

spamesss ротора и вычттслитвльиьтм блоком, подключенным к сумматорам максе

4 ходу счетчика 15, а второй выход сумматора 21 минимума - к второму счетному входу цифрового индикатора 1 1.

Кроме того, в устройстве имеются измеритель периода вращения ротора

23, соединенный с датчиком 2, и вычис лительйый блок 24, подключенный к сумматору 17 максимума, .сумматору 21 минимума и измерителю периода вращения ротора 23.

Работа устройства основана на реализации уравнения движения вращающейся рабочей лопасти.

Действительно, если уравнение движения лопатки

А

М Ш„, 4 — gjn(«ф.) где - угол поворота ротора, и>р и щ1, - соответственно чаототы вращения ротора и колебаний лопат« ки; — амплитуда колебаний лопатки; — радиус рабочего колеса, — начальная фаза значения максимальной и минимальной дроростей м Я Ам„,ун1 11арР Аы„, если Q » «зона чувствительности +111yx (м)р%- А(0„) (1)

Ь:С „„(ырЯ+Аа„) Я) Просуммировав уравнения (1) н (2) получают и fvdyR. (g) 111С1К+ е<п

Величина зоны чувствительности датчика перемещений обратно пропорциональна (при прочих равных условиях) величина зазора Ф между торцом лопатки и чувствительным элементом датчика д= — . 1

Поэтому, определйв величины зон чувствительйости д.1 для каждой иэ 1 лопаток рабоче» о колеса, можно найти относительную неравйомерность зазоров

0„ по колесу

3 911160 ма и минимума и измерителю периода, .ращения ротора, На чертеже представлена функциональная схема устройства.

У исследуемого рабочего колеса 1 расположены первый датчик 2 (около укрепленного иа валу отметчика 3), вто» рой датчик 4 (у корневой части .Нопа- ток 5) н третий датчик 6 (около концов лопаток).

19

Устройство также содержит селектор . 7 с переключателем 8выбора номера лопатки, входы которого подключены к датчикам 2 н 4, генератор 9.меток, кнопку 10 сброса, предназначенную для 1$ установки счетчиков и сумматоров в ис» ходное состояние, цифровой индикатор 11 и измерительный канал, состоящии :.из трех ключей 12-14, счетчика 1 5, накапливаюmего импульсы, количество которых про» 2в порцнонально длительности импульса датчика 6, схемы 1 6 равнозначности и сумматора 17 максимума, регистрирующего максимальное значение длительности им пульса датчика 6.

Управляющий вход первого ключа 12 . подсоединен к выходу селектора 7, управляющий вход второго ключа 13 подсоединен через первый ключ 12 к третьему датчику 6, вход счетчика 15 подсоединен через второй юноч 13 к выходу генератора меток 9, счетный вход сумматора 17 максимума подключен через третий ключ 14 к выходу второго клю» ча 13, входы схемы 16 равнозначности подключены к выходу счетчика 15 и выходу сумматора 17 максимума, управляющий вход третьего ключа 14 подсоединен к выходу схемы 16 равнозначности, счетный вход цифрового индикатора 11 под» ключен к выходу сумматора 17 максиму ма, а кнопка 10 сброса цодключейа к входам сброса счетчика 15, сумматора

1 7, и цифрового индикатора 1.1 .

4$

В устройство входят также такто вый формирователь 18, ключи 19 и 20 и сумматор 21 минимума. При этоМ вход тактового формирователя 18 подклю. чен к выходу ключа 12, входы схемы 22 неравнозначности подсоединены к одному выходу сумматора 21 минимума и выходу счетчика 15, управлякяций вход клю ча 19 подсоединен.к выходу схемы 22 неравнозначности, управляющий вход ключа 20 подсоединен через ключ 19 к выхо» ду тактового формирователя 18, входы сумматора 21 минимума подсоединены к кнош6э 10 сброса и через ключ 20 к выЬ

««". = «- ««««« i««=«- — «oo Æ

«II ill т««х

Ь. где д„, ° - максимальное из z иэмерен- 111 Ï ных зйачений зон чувствительности,.

d>® - максимальное значение величины зазора.

5 911169 6

Таким образом, для определения отно- Если число импульсов, поступившее в сительной неравномерности зазоров по счетчик 16, оказывается меньше зарегист. колесу йостаточно измерить экстремале рнрованного ранее сумматором 21, на ные значения длительностей импул ; выходе схемы неравнозначности 22 бусов"„и ° датчика перемешений и 5 дет Разрешение на перенос числа из

4вйх rn n

< скорость врашения ротора мр и произ- счетчика 15 в сумматор 22 (с помошью вести вычисления по уравнению (3) для тактового формирователя 18, ключей 19 каждой рабочей лопатки колеса.. и 20).

Устройство работает слейуюшйм образом. Таким образом, в результате ряда иэВ исхойнОм состОЯнии кнопкой 10 Мерений s сумматорах 17 и 21 зафиксиброса асе РазРЯды счетчика 15 и СУь - ., !Рованы, а на цифровом индикаторе эарматора 17 Установлены в О, а сУмма» гистрированы числа, пропорпиона ьные тор 21 - в 1, в РеэУльтате на пифро максимальной и минимальной длительнос»вом индикаторе 11 от сумматора 17 «О» 15- л от сумматора 21 - 9, на выходах схем

Равнозначности 16 и неравнозначности 22 Сигщ oz gaza%„a 2, вырабатываюимевтсЯ РаэРешение . Во вРемЯ Работы шего один emynbc за один оборот ротора, турбомашины выхойные сигналы датчиков ступ ет также на измеритель периода

2, 4 и 6 поступают на входы селектора 72o. ше ия ротора 23 ыход кото сс и ключа 12, соответственно. ейинэн с вычислительным блоком 24, НРи пеРвом измеРении (послв того, подключенным к выходам сумматора 17 как пеРеключателем 8 сепектора 7 Уста- максимума и су,,матора 21 минимма новлен номер контролируемой лопатки, например К-й) при прох.вождении К-го им- Z5 бл 7 открыва Вычислительный блок 24 выполняет пульса sbIxonHoé сигнал блока ется апоч 12, пропускаюший импульс дат- Решение уравнения (3) для каждой ра чика 6. На время сушествования этого бочей лопатки,,и по результатам вычиоимпульса открывается ключ, разрешаюключ 1 3 разрешаю- лений определяется относительная .нерав,.ший поступ импульсов генератора менератора 9 ме- Зо Номерность зазоров межйу рабочими лопат гок в счетчик 15. Так как на выходах ками и корпусом турбомашины.

Значение величины о в процессе экосхем 16 и 22 уже есть Pàçðåøåíèå, периментальных исследований меняется через открытый ключ 14 результат пероман тактового формиро- Изобретение обеспечивает определение . ватвля через ключ

18 ключ 19 открывается - .Относительной неравномерности зазоров ключ 20, после чего происходит перенос между рабочими лопатками и корпусом числа из счетчика 15 в сумматор 21. турбомашины.

4о Формула изобретения

При следующем измерении, если число импульсов в счетчике 15 превысит записанное в сумматоре 17 схема 16 рав нозначности своим выходным разрешаю шим сигналом открывается ключ 14, раз решая дополнение результата в сумматор

17. При достижении равенства числа им» пульсов в счетчике 15 с числом, эапи:55 санным .в сумматоре 21, на выходе схемы 22 неравнозначности будет Запрет", 1 исключающий перенос числа иэ счетчика

15 в сумматор 21.

После каждого измерения сигналом первого датчика происходит установка: счетчика 1 5 в 0, в результате чего на выходе схемы равнозначности 16"Запрет, а на выходе схемы неравноэначности 22 - Разрешение .

Устройство для измерения виброскорости врашаюшихся деталей по авт. св.

М 662822, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что с целью определения относительной неравномерности зазоров между рабочими лопатками и корпусом турбомашины, оно снабжено соединенным с первым датчиком измерителем периода вращения ротора и вычислительным блоком, подключенным к сумматорам максимума и минимума и измерителю периода вращения ротора.

Источники информации, принятые . so внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

% 662822, кл. Ф 01 Н 11/00, 1975 (прототип) .