Способ контроля технического состояния многороторной турбомашины

 

Сотов Соввтскнк

Соцналнстнчвсннк

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. санд-ву (22)Заявлено 20.10.80 (21) 2997331 j25-06 с присоединением заявки М (23) Приоритет (5I)M. KJI.

6 01 М 7/00 оаударстаснвы11 калитат

СССР

«о делам нзабретеник и открытий

Опубликовано 23. 05. 82 ° Бюллетень М 19

Дата опубликования описания 23.05.82 (53) УДК 621. 438-55 (088. 8) (72) Авторы изобретения

С.М.Дорошко и Е.В.Чемохуд

Рижский Краснознаменный институт инженеров--т=важддщ кой авиации им. Ленинского комсомола (71) Заявитель (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ

МНОГОРОТОРНОЙ ТУРБОМАШИНЫ

Изобретение относится к диагнос- тике технического состояния машин и механизмов и, в частности, вибродиагностике турбомашин.

Известен способ контроля технического состояния многороторной турбомаS шины путем периодического измерения уровня вибрации ее корпуса на частотах, соответствующих частотам вращения роторов, с последующим выявлением дефектов ротора (1 1. то

Однако известный способ позволяет выявить только дефектный ротор, в то время, как источник дефекта - повышение вибраций машины, может быть как

1S турбина, так и компрессор этого ротора. Таким образом, известный способ не обеспечивает необходимой точности контроля.

Цель изобретения — повышение точности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что дополнительно измеряют уровень вибраций при отношении частот вращений роторов, равном 0,5, и по характеру его изменения выявляют узел ротора, имеющий дефект.

Сущность предлагаемого способа контроля технического состояния турбомашины и, в частности, турбомашины с межвальным подшипником между роторами, заключается в следующем.

В процессе эксплуатации турбомашины периодически измеряют уровень вибраций ее корпуса. На первом этапе фиксируют общий уровень вибраций в полосе частот, охватывающей весь диапазон частот вращения роторов турбомашины. Изменение (рост) общего уровня вибраций указывает на то, что в турбомашине возник дефект.

Далее измеряют величину вибраций на определенной частоте, связанной с частотой вращения ротора, известным соотношением, и определяют ротор турбомашины, являющейся источником повышенных вибраций. Для этого следует измерить уровень вибраций на ос"

3 93 новных роторных гармониках каждого

l из роторов в отдельности, в том числе на режиме, где скольжение роторов равно 0,5. Если уровень вибрации на частоте, соответствующей частоте вращения ротора высокого давления, на этом режиме растет, то это означает, что неисправен узел турбины ротора низкого давления, так как именно турбины двух роторов связаны между собой межвальной опорой. Если уровень вибраций на этом режиме не изменяется, значит дефект возник в узле ком. прессора.

На фиг. 1 представлено изменение уровня вибраций с частотой основной роторной гармоники ротора низкого давления (РНД); на фиг. 2 — изменение уровня вибраций с частотой . основной роторной гармоники ротора. высокого давления (РВД) при наличии дефектов в компрессоре; на фиг. 3то же, при наличии дефектов в турбин не; на фиг. 4 - приращение уровня вибраций в зависимости от отношения скоростей вращения факторов (скольжения .

0036

Однако на фиг. 3 в диапазоне оборотов ротора РВД около 220 об/с наблюдается рост уровня вибраций по первой гармонике. РВД (подобный рост при разбалансировке компрессора на фип. 2 отсутствует). При этом обороты ротора РНД находятся в диапазоне около 110 об/с, т.е. отношение скорости ротора РНД и скорости poto тора РВД равно 0,5. Более четкое представление об изменении уровня вибраций по первой гармонике ротора

РВД в этом диапазоне дает фиг.4, где кривая 7 показывает изменение приращения уровня вибраций в зависимости от отношения скоростей вращения роторов. При отношении скоростей вращения, равном 0,5, разбалансировка турбины РНД вызывает повыуу шение вибраций корпуса тувбомашины с частотой, равной частоте вращения ротора РВД.

Таким образом, предлагаемый способ дает возможность выделить деу фектный узел дефектного ротора, тем самым повышая точность контроля тех; нического состояния турбомашины. Разбалансировка как ротора компрессора, так и ротора турбины вызывает существенное изменение уровня вибраций с частотой основной роторной гармоники РНД (фиг.1, где 1 исходное состояние, 2 - изменение

1-ой роторной гармоники РНД при разбалансировке компрессора РНД, 3изменение 1-ой роторной гармоники

РНД при разбалансировке турбины РНД).

При этом распознать оба неисправных состояния с высокой степенью достоверности достаточно трудно. В то же время ясно, что неисправности имеют именно узлы ротора НД, так как уровень вибраций по l-ой ротор-! ной каскада. РВД практически не ме .няется (фиг.2 и 3, где кривые 4 ,соответствуют исходному состоянию, кривые 5 - разбалансировке компрессора РНД, кривые 6 - разбалансировке турбины РНД).

30 Формула изобретения

Способ контроля технического состояния многороторной турбомашины путем периодического измерения уровня вибраций ее корпуса на частотах, соответствующих частотам вращения роторов, с последующим выявлением дефектного ротора, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повыше- ния точности контроля, дополнительно измеряют уровень вибраций при отношении частот вращений роторов, равном

0,5, и по характеру его изменения выявляют узел ротора, имеющий дефект.

11сточники информации„ принятые во внимание при экспертизе

1. Карасев В.А. Вибрационная диагностика газотурбинных двигателей.

) ., "Машиностроение", 1978, с. 125128.

930036

Ид 1О lN 200 ИО, соорооть орооооним ровера fg, И/с

Фиа2 м т ап ис ао

Соороово брощонир pomopa ff, of/с

ФО.З

ВНИИПИ Заказ 3492/51 Тираж 883 .Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4