Способ испытания на усталость лопаток турбомашин и устройство для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК G01N3/04 

/ cL-b cLb cLb

b cLb cLb

ВЗйС-1500

00

со

00 XJ VI Сл

Сл)

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к способам испытания лопаток турбомашины на усталость.

Целью изобретения является снижение энергозатрат на проведение испытаний.

Поставленная цель достигается тем, что производят установку лопатки на вибростенде, закрепляют и создают колебания. Соосно испытываемой лопатке располагают резонансный элемент и создают синфазные колебания лопатки и резонансного элемента, частота колебаний которого равна или кратна частоте колебаний лопатки, а момент инерции корневого сечения резонансного элемента выбирают больше момента инерции испытываемой лопатки, при этом центр масс собранного устройства располагают по линии действия толкающего усилия.

Устройство для испытания лопаток, содержащее зажим, приспособление для крепления зажима, снабжено резонансным элементом, закрепленным на корпусе приспособления, с установленным на нем с воз- можностью перемещения грузом, а элементы зажима, выполнены в виде одно- зубого захвата и двух профильных ложе- ментов расположенных противоположно друг другу.

Сущность способа заключается в том, что лопатку устанавливают в зажим и вставляют в приспособление. Устанавливают также профильные ложементы и на корпус, приспособления соосно лопатке устанавливают резонансный элемент. Создают синфазные колебания лопатки и резонансного элемента с помощью перемещающегося груза. Момент инерции корневого сечения резонансного элемента выбирают больше момента инерции испытываемой лопатки. Центр масс собранного устройства распол,а- гают по линии действия толкающего усилия.

Устройство состоит из корпуса приспособления 1 с прикрепленным к нему грузом 2 для обеспечения перемещения центра масс на линию действия толкающего усилия, соединенные с резонансным элементом 3, зажима 4, выполненного в виде однозубого захвата и профильных ложементов 5, установленных на ножке замка лопатки 6. Винты 7 и 8 служат для закрепления лопатки в приспособлении. На резонансном элементе 3 расположен груз 9. Предлагаемый способ осуществляется с помощью предлагаемого устройства следующим образом.

Устанавливают лопатку 6 в зажим 4 и вставляют в приспособление 1. Вставляют профильные ложементы 5. Затягивают винты 7 и 8. Определяют частоту собственных

колебаний лопатки. Устанавливают противовес 2 к корпусу приспособления. К нему прикрепляют резонансный элемент 3 с расположенным на нем грузом 9. Перемещая

5 груз 9 добиваются того, что частота колебаний резонансного элемента была равна или кратна частоте собственных колебаний лопатки. При этом добиваемся максимального снижения мощности возбуждения лопатки.

ЮП р и м е р. По предложенному способу осуществлялось испытание лопатки вентилятора двигателя. Д-18Т. Испытание велось отдельно корневой и надполочной частей. Общая длина лопатки около 1000 мм, шири15 на - 270 мм, толщиной 12 мм, вес лопатки до 10 кг,

Материал лопатки - титановый сплав ВТЗ-1, модуль упругости Ед - 1,275- 104 кгс/мм,корневая частьлопатки весом 6 кг и

20 длиной 400 мм, закреплялось в приспособлении без резонансного элемента. При этом амплитуда колебаний составила 15 мм при уровне напряжений 30 кгс/мм , резонансная частота составила 128 гц, мощность по25 требная на возбуждение составила 18 кВт. Для реализации описанного способа на приспособление устанавливался противовес весом 12 кг, устанавливаемая резонанс- ная балка длиной 400 мм, на которой

30 располагался груз весом 0,8 кг. При расстоянии 320 мм от места крепления резонансного элемента частота колебаний лопатки и резонансного элемента были равны. Мощность потребная на возбуждение уменьши35 лась до 7,5 квт,

Проведены испытания лопаток серий- - ного изготовления на базе N 2-10 ц и напряжении 30 кгс/мм.

Использование предложенного спосо40 ба позволяет снизить мощность потребную на возбуждение более, чем в 2 раза, исключить перенос катушки возбуждения и ее за- мыкание о статор, исключить случаи разрушения нижней бандажной полки.

45Формула изобретения

1. Способ испытания на усталость лопаток турбомашин f заключающийся в том, что производят установку лопатки на вибростенде путем закрепления ее хвостовой ча50 сти и нагружают ее путем колебаний, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, колебания лопатки создают совместно с устанавливаемым соосно с ней резонансным элементом с моментом инер55 ции корневого сечения, большим момента инерции лопатки, так, что центр масс расположен по линии действия нагружающего усилия, а частота колебаний резонансного элемента равна или кратна частоте колебаний лопатки.

2. Устройство для испытания на уста-ментом, выполненным в виде стержня, усталость лопаток турбомашин, содержащееновленного соосно с корпусом, и груза, ус- корпус, установленный на нем зажим с вы-тановленного на стержне с возможностью сту|юм для взаимодействия со впадиной на .его осевого перемещения, и ложементами, стовой части лопатки и приспособление 5закреплёнными на корпусе и предназначенкрепления зажима в корпусе, отличаю-ными для взаимодействия с шейкой хвостохводля щ е

е с я тем. что, с целью снижения энер- вой части лопатки.

Способ испытания реализует синфазные колебания испытуемой лопатки с резонансным колебанием, расположенным соосно испытуемой детали. Устройство для реализации способа состоит из корпуса 1 с прикрепленными к нему грузом 2 и резонансным элементом 3, зажима 4 и профильных ложементов 5, установленных на ножке замка лопатки б. Винты 7 и 8 служат для закрепления лопатки в приспособлении. 2 с.п, ф-лы, 1 ил.

гозитрат, оно снабжено резонансным эле