Способ контроля выработки малоциклового усталостного ресурса компонентов ротора газотурбинного двигателя и устройство для его осуществления

 

ОП ИСАНИЕ

И 3OSPETK Н ИЯ

К АВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советские

Социалистические

Республик ()924539 (6 I ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заивлеио 031080 (21) 2Ý8Ý044ЛБ-06 с присоединением заявки,ян— (23) Приоритет

{51)М. Кл.

G 01 M 15/00

3Ъвумретненный кеннтет

CCCP (53) УДК 621.438..001.42 (088.8) 40 делам изобретений н открытий

Опубликовано 300482. Бюллетень М 16

Дата опубликования описания 300482 (7l ) Заявитель (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ВЫРАБОТКИ МАЛОЦИКЛОВОГО

УСТАЛОСТНОГО РЕСУРСА КОМПОНЕНТОВ РОТОРА

ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к контролю выработки малоциклового усталостного ресурса компонентов роторных машин, которые подвержены циклическим напряжениям от их циклически изменяющейся частоты вращения, и может быть использовано для записи усталостной повреждаемости вращающихся компонентов роторов газотурбинных двигателей.

Известен способ контроля выработlO ки малоциклового усталостного ресурса компонентов ротора газотурбинного двигателя путем преобразования в каждом цикле частоты вращения рото15 ра в эквивалентные единицы выработки малоциклового усталостного ресурса, суммирования последних и вывода на индикацию L1j. .Известный способ обладает тем недостатком, что в нем весь диапазон частоты вращения ротора разбивают на несколько поддиапазонов. Для установления поддиапазонов частоты вращения необходимо знать тип регулярно совершаемого полета, а его трудно установить заранее, поскольку он зависит от условий эксплуатации и атмосферных условий, способ имеет низкую точность из-за дискретного характера определения выработки малоциклового усталостного ресурса.

Цель изобретения - повышение точности контроля выработки малоциклового усталостного ресурса компонентов ротора двигателя.

Поставленная цель достигается тем, что вышеуказанные преобразования производят по функции выработки малоциклового усталостного ресурса, аргументами которой являются граничные значения частоты вращения ротора в каждом цикле, определяемые по производной от сигнала частоты вращения.

Известно устройство для контроля выработки малоциклового усталостного ресурса компонентов ротора гаэотуобинного двигателя, содержащее

3 924539 преобразователь частоты вращения в напряжение, а также блоки вычисления и установки на нуль, подключенные выходами к входу электромеханического счетчика

Известное устройство имеет низкую точность из-за дискретнога характера определения в нем малоциклового усталостного ресурса.

Цель изобретения - повышение точности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит последовательно соединеннме блок дифференцирования, дискриминатор нуля, программный блок, аналого-цифровой преобразователь и блок долговременной памяти, а .также первый и второй блоки оперативной памяти, первый и второй арифметические блоки, пороговый элемент и первый и второй дискриминаторы знака,.подключенные первыми входами и выходами соответствующих арифметических блоков, вторыми ко второму выходу,npol p3MHHQ» .д

ro блока, а выходами — к первым входам блоков оперативной памяти и вто" рому входу программного блока, причем выход блока дискриминатора нуля подключен к вторым входам аналого" цифрового преобразователя и блока долговременной памяти, третий вход, которого связан с третьим выходом программного блока, подключенного четвертым выходом к второму входу вто35 рого блока оперативной памяти и четвертому входу блока долговременной памяти, первые выходы которых связаны соответственно со втормм и третьим входами блока вычисления, а второй выход блока долговременной памяти подключен к третьему входу второго и второму входу первого блоков опе" ративной памяти, выход последнего иа которых связан с первым входом nepsoro арифметического блока, а третий вход - с первым выходом программного блока и входом порогового элемента, соединенного выходом с первым входом второго арифметического блока, подключенного вторым входом вместе с аналогичным входом первого арифметического блока к выходу аналого-цифрового преобразователя, третий вход которого вместе с входом блока дифференцирования соединен с выходом преобра55 зователя частоты в напряжение.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит преобразователь 1 частоты в напряжение, блок 2 вычисления, блок 3 установки на нуль, электромеханический счетчик 4, блок

5 дифференцирования, дискриминатор 6 нуля, программный блок 7, аналогоцифровой преобразователь 8, блок 9 долговременной памяти, первый и второй блоки 10 и 11 оперативной памяти, первый и второй арифметические блоки

12 и 13,, пороговый элемент 14 и первый и второй дискриминаторы 15 и 16 знака.

Способ осуществляется следующим образом, Сигнал от тахометра преобразуется в преобразователе 1 в сигнал напряжения, затем этот сигнал дифференцируется в блоке 5 и, когда, сигнал напряжения от блока 5 дифференцирования равен нулю, срабатывает дискриминатор 6 нуля. Сигнал от дискриминатора 6 посылается на преобразователь

8, который соединен с выходом блока

1. Преобразователь 8 преобразует сигнал напряжения, который поступает из преобразователя 1 в цифровой.

Сигнал rio цепи блока 5.дешифратора б, преобразователя 8 распространяется значительно быстрее изменения частоты вращения ротора, следовательно, полученный цифровой сигнал становится равен значению экстремума функции частоты вращения ротора по времени. Одновременно с поступлением сигнал от дискриминатора 6 нуля к блоку 8 поступает сигнал на программныи блок 7, который состоит из задающего генератора такта, состоящего из набора ключей и триггеров, и на блок 9 памяти, где хранится цифровой сигнал, равный значению . предыдущего экстремума функции частоты вращения по времени.

Программный блок 7 задает такты.

Т а к т 1. Цифровой сигнал из блока:9 долговременной памяти передается в блоки 10 и 11 оперативной памяти

Т а к т 2. Сигнал в блоке 9 стирается. Преобразование аналогового сигнала в цифровой в блоке 8 происходит в течение первых двух тактов.

Т а к т 3. Сигнал от блока 8 передается на блок 9 долговременной памяти, на арифметические блоки 12 и 13. Одновременно с этим передается сигнал от блока 10 оперативной

4539

10

Формула изобретения

S0

5 92 памяти к арифметическому блоку 12, и сигнал от порогового элемента 14 к арифметическому блоку 13. В арифметических блоках 12 и 13 происходит операция вычитания. В блоке 12 из цифрового сигнала преобразователя

8, равного экстремуму функции частоты вращения по времени, вычитается сигнал блока 10, равный предыдущему экстремуму функции частоты вращения. Если полученная разность меньше нуля, то вычисления единиц усталост" ного ресурса не производят. ЭтЬ обусловлено тем, что в целях упрощения устройства единицы ресурса вычисляют только тогда, когда частота вращения возрастает. В блоке 13 из цифрового .сигнала блока 9 вычитается цифровой сигнал блока 11, равный по величине некоторому граничному значе" нию частоты вращения, т.е. такой ча" стоте вращения ротора, меньше кото» рой выработка усталостного малоцик" пового ресурса незначительна. Сле" довательно, если полученная разность

"в блоке 13 меньше нуля, то дальнейшие вычисления не производятся.

Т а к т 4. Дискриминаторы lg u

16 знака определяют знаки у чисел в арифметических блоках 12 и 13. Если хотя бы один из них меньше нуля, to посылается сигнал на программный блок 7 и на блоки 10 и 11. Программный блок 7 отключается, а на блоках

10 и 11 оперативной памяти сбрасы" ваются записанные там цифоовые сигналы.

Т а к т 5 . Цифровые сигналы из блоков 9 и ll подаются на блок .2. . В блоке 2 вычисления происходит вычисление функции выработки ресурса

1 за циклическое изменение скорости ротора от одного экстремума до дру" гого, после чего полученный результат подается на электромеханический счетчик 4, -где суммируется с ранее накопленной суммой единиц малоциклового усталостного ресурса. Время, за которое осуществляется пять тактов устройства и вычисление единиц ресурса, незначительно. После окончания прохождения данного экстремума функции частоты вращения по времени его значения хранится в блоке

9 до момента прохождения следующего экстремума. Вычисления происходят только при прохождении максимума.

Указатель электромеханического счетчика 4 выводится в кабину самолета. С помощью блока 3 электромеха" нический счетчик может быть установлен на нуль.

Таким образом, предлагаемое изо-. бретение позволяет повысить точность вычисления выработки малоциклового усталостного ресурса и, тем самым, повысить эффективность систем контроля выработки ресурса.

1. Способ контроля выработки малоциклового усталостного ресурса компонентов ротора газотурбинного двигателя путем преобразования в каждом цикле частоты вращения ротора в эквивалентные единицы выработки малоциклового усталостного ресурса, суммирования последних и вывода на индикацию, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, указанные преобразования производят по функции выработки малоциклового усталостного ресурса, аргументами которой являются. граничные. значения частоты вращения ротора в каждом цик. ле, определяемые no производству от сигнала частож вращения.

2. Устройство контроля выработки малоциклового усталостного. ресурса компонентов ротора газотурбинного двигателя, содержащее преобразователь частоты вращения в напряжение, а также блоки вычисления и установки на нуль, подключенные выходами к входу электромеханического счетчика, о тличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно дополнительно содержит последовательно со-. единенные блок дифференцирования, дискриминатор нуля, программный блок, аналого-цифровой преобразователь и блок долговременной памяти, а также первый и второй блоки оперативной памяти, первый и второй арифметические блоки, пороговый эле" мент и первый и второй дискриминаторы знака, подключенные первыми входами и выходам: соответствующих арифметических блоков, вторыми - к . второму выходу программного блока, а выходами - к первым входам блоков оперативной памяти и второму входу программного блока, причем выход блока дискриминатора нуля подключен к вторым входам аналого-цифрового преобразователя и блока долговременВНИИПИ Заказ 2804/58 Тираж 883 Подписное

Филиал ППП Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

7 92 ной памяти, третий вход которого связан с третьим выходом программного блока, подключенного четвертым выходом к второму входу второго блока оперативной памяти и четвертому входу блока долговременной памяти, первые выходы которых связаны соответственно со вторым и третьим входами блока вычисления, а второй выход блока долговременной памяти подключен к,третьему входу второго и второму входу первого блоков оперативной памяти, выход последнего из которых связан с первым входом первого арифметического блока, а третий

"539 8 вход - с первым выходом программного блока и входом noporoaoro элемента, соединенного выходом с первым входом второго арифметического блока, подключенного вторым входом вместе с аналогичным входом первого арифметического бЛока к выходу аналогоцифрового преобразователя, третий вход которого вместе с входом блока

>в дифференцирования соединен с выходом преобразователя частоты в напряжение.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании

IS 11 1.535.979. кл. G 01 И 15/00, 1978.