Способ обнаружения автоколебаний рабочего колеса осевой турбомашины в рабочих условиях

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<»974184 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 31.10.80 (21) 300806 25-06 с присоединением заявки М (23) П риоритет (51)М. Кл.

G 01 М 9/00

1осударстмииый комитет

СССР по пелен изобретений и открытий

Опубликовано 15,11.82. Бюллетень М 42

Дата опубликования описания 15.11.82 (53) УДК 621.438. .001.42 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. М. Сачин и А. Г. Шатохин (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ АВТОКОЛЕБАНИЙ РАБОЧЕГО

КОЛЕСА ОСЕВОЙ ТУРБОМАШИНЫ В РАБОЧИХ

УСЛОВИЯХ

Изобретение относится к турбомашиностроению, в частности к турбомашинам с осевым компрессором, и может быть использовано при их прочностной и аэродинамической доводке.

Известен способ обнаружения автоколебаний рабочего колеса осевой турбомашины в рабочих условиях с помощью установленного неподвижно относительно статора турбомашины датчика пульсаций потока путем выявления в его спектре гармонического сигнала на частоте не кратной частоте вращения колеса (1) .

Данный способ трудоемок и ненадежен.

Цель изобретения — понижение трудоемкости и повышение надежности.

Цель достигается тем, что согласно способу обнаружения автоколебаний рабочего колеса осевой турбомашины в рабочих условиях предварительно с помощью датчиков, установленных на рабочих лопатках колеса, определяют частоты собственных колебаний колеса и соответствуюшие этим частотам номера основных гармоник разложения окружно-. го распределения амплитудных колебаний лопаток в ряд Фурье, а момент автоколебаний фиксируют при наличии в спектре гармонического сигнала хотя бы на одной из частот, равных сумме частоты собственных колебаний и частоты вращения колеса, умноженной на номер основной гармоники.

Способ осуществляется в следующей последовательности. Предварительно экспериментальным путем в лабораторных условиях иссле о дуют частоты и формы собственных колебаний данного экземпляра.или аналогичного типа рабочего колеса.

Соответственно каждой частоте собственных колебаний f ; определяют окружное рас15 пределение амплитуд колебаний рабочих лопаток, характеризующее каждую форму собственных колебаний — стоячую волну, где i порядковый номер формы собственных колебаний. Это распределение амплитуд, являющееся функцией угловой координаты (номера лопатки), представляют в виде конечного ряда Фурье и определяют номер к; осноВной гармоники полученного ряда. Как праСоставитель Мартынов

Техред Е.Харитончик Корректор

Редактор Г. Гербер.Заказ 8б83/58 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

3 974 вило„заранее редко бывает известно, по какой из форм и соответственно частот Ю ; могут возникнуть автоколебания. Поэтому обнаружение автоколебаний рабочего колеса компрессора как поиск момента возникновения вперед бегущей волны деформации проводят применительно к каждой из частот и номеру К„основной гармоники разложения формы собственных колебаний. А именно, решают задачу обнаружения момента выделения из шумов в сигнале неподвижного датчика пульсаций потока гармонического колебания хотя бы на одной из частот, описываемых выражением К. = Е -+ Х Хр.

1 1 1

Япя этого в рабочих условиях измеряют частоту вращения колеса турбомашины

Кроме того, на режимах работы, где автоколебания заведомо отсутствуют, измеряют уро. вень случайного шума в сигнале пульсаций на частотах, описываемых выражением т;=1 „.+К„- гр,a в процессе изменения режима заботы йа этих частотах непрерывно контролируют сигнал пульсаций, При вьщелении

° ф гармонического колебания хотя бы на оцной :.йз описываемых суммарных частот изме.ряют частоту выделенного гармонического колебания, при наличии которого делают вывод о возникновении автоколебаний рабочего колеса компрессора по соответствующей частоте и форме колебаний.

Предложенный способ позволяет обнаружить автоколебапия в темпе эксперимента при проведении натурных испытаний турбомашины.

Иадежпая диагностика может быть проведена на базе единичных испытаний, без проведе184 ф ния дополнительных экспериментов. Это позволяет сэкономить ресурс, сократить время проведения эксперимента, снизить затраты на эксперимент и, в конечном итоге, повысить надежность работы турбомашины при эксплуатации.

Формула изобретения

16

Способ обнаружения автоколебаний рабочего колеса осевой турбомашины в рабочих условиях с помощью установленного неподвижно относительно статора турбомашины датчика

1 пульсаций потока путем выявления в его спектре гармонического сигнала на частоте, не кратной частоте вращения колеса, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения трудоемкости и повышения надежности, предварительно с помощью датчиков, установленных на рабочих лопатках колеса, определяют частоты собственных колебаний колеса и соответствующие этим частотам номера осноцных гармоник разложения окружного распределения амплитуд колебаний лопаток в ряд Фурье, а момент автоколебаний фиксируют при наличии в спектре гармонического сигнала хотя бы на одной из частот, равных сумме частоты собственных колебаний и частоты вращения колеса, умноженной на номер основной гармоники.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Kurkore А., Dicies 1. Synthesis of Blade

Flutter vibratory Patterns using Stationary

Gransducers. An ASME Publ icat ion М 78 — 67—

160.