Установка для испытания турбинных дисков на прочность Советский патент 1958 года по МПК F01D5/03 G01N3/18 

Предметом изобретения является установка для испытания турбинных дисков авиационных и других двигателей на прочность при нагреве в условиях, приближающихся к эксплуатационным условиямОт известных установок того же назначения, с применением установленного на демпферном подшипнике вертикального вала для крепления испытуемого турбинного диска, вращаемого воздущной турбинкой или иным приводным устройством и помещаемого во внутреннюю полость электронагревательного устройства, снабженного системой охлаждения, описываемая установка отличается тем, что, с целью защиты обслуживающего установку персонала и улавливания кусков испытуемого диска при его разрушении, нагревательное устройство окружено бронированным корпусом из концентрических стальных колец с внутренней обкладкой из свинцовых кирпичей и расположенными в полости нагревательного устройства стальными листовыми экранами в плоскости вылета кусков разрушенного диска. Для нагрева испытуемых дисков в установке применено высокочастотное индукционное нагревательное устройство, с целью проведения испытаний с учетом влияния пускового и переменного режимов работы турбинных двигателей при ускоренном нагреве и охлаждении турбинных дисковНа чертеже изображен вид установки спереди в вертикальном разрезе.

Установка состоит из ряда основных конструктивных узлов:

а)Вала / установки с испытуемым диском 2 и демпферным подшипником 3.

б)Воздущной турбинки 4 для привода испытуемого диска во вращение, снабженной червячной парой для привода датчика тазометра.

в)Вакуумной электропечи 5 для нагрева испытуемого диска спиралями по периферии с двух его сторон; из центра диска тепло лучеиспусканием передается на охлаждаемые водой поверхности.

№ 114558- 2 -

г)Системы измерения температуры испытуемых дисков, состоящей из вращающихся термопар, токосъемного устройства и потенциометров (на чертеже не показана).

д)Броневого корпуса 6 установки, состоящего из ряда стальных колец, выложенных нзнутри двумя рядами свинцовых кирпичей, и предназначенного для защиты обслуживающего персонала и для улавливания кусков разорвавгиегося диска.

Во вспомогательное оборудование установки входят: две масляные системы, предназначенные для смазки и охлаждения подщипников скольжения, установки и заполнения масляной полости демпферного подшипника; вакуумная система для умейьшения; мощности привода диска; нагнетатели для питания воздушной турбинки воздухом; водяная система для охлаждения корпуса вакуумной электропечи, резиновых уплотнений и охлаждающих поверхностей внутри установки; система дистанционного управления установкой и измерения основных параметров.

Установка работает следующим образом.

Включают электронагревательное устройство и маслонасосы обеих маслосистем установки и выключают вакуумный насос, когда остаточное давление в нечи 5 достигнет 2 - 10 мм рт. ст., в результате чего испытуемый диск 2 нагревается как в эксплуатационных условиях. Затем включаются нагнетатели, подающие воздух к турбинке 4, и она через вал 1 разгоняет диск 2 до оборотов разрушения или определенных заданных програ.ммой условий испытания.

В процессе этих испытаний тепловой режим может сохраняться постоянным или меняться с малой скоростью, с целью изучения влияния пусковых и переменных режимовКогда диск разрушается, его осколки пробивают стальные листовые экраны, расположенные в печи в плоскости вылета осколков, и среднюю секцию печи и ударяются в броневой корпус 6Свинцовые кирпичи в значительной степени поглощают силу удара, и на стальных кольцах появляются (и то не всегда) лишь неглубокие вмятины. При разрушении диска установка автоматически выключается.

Свинцовые кирпичи переплавляют и используют снова. Среднюю секцию печи реставрируют и повторно используют.

Предмет изобретения

1., Установка для испытания турбинных дисков на прочность, с применением установленного на демпферном подшипнике вертикального вала для крепления испытуемого турбинного диска, вращаемого воздушной турбинкой или иным приводным устройством и помещаемого во внутреннюю полость электронагревательного устройства, снабженного системой охлаждения, отличающаяся тем, что, с целью защиты обслуживающего установку персонала и улавливания кусков испытуемого диска при его разрушении, нагревательное устройство окружено бронированным корпусом ИЗ концентрических стальных колец с внутренней обкладкой из свинцовых кирпичей и расположенными в полости нагревательного устройства стальными листовыми экранами в плоскости вылета кусков разрушенного диска.

2. В установке по п. 1 применение для нагрева испытуемых дисков высокочастотного индукционного нагревательного устройства, с целью проведения испытаний с учетом влияния пускового и переменного режимов работы турбинных двигателей при ускоренном нагреве и охлаждении турбинных дисков.-,