УСТАНОВКА ДЛЯ УСТАЛОСТНЫХ ИСПЫТАНИЙ ЛОПАТОК Советский патент 1970 года по МПК G01M15/00 

Изобретение относится к установкам для испытаний деталей турбомашин, а именно к установкам для усталостных испытаний лопаток турбомашины.

Известны установки для усталостных испытаний лопаток турбомашины на резонансных частотах, содержащие подключенный к задающему генератору электродинамический вибратор с исследуемой лопаткой.

В известных установках при больших изменениях собственной частоты колебания лопатки, например свыще 4%, происходит нарушение автоколебаний, т. е. уменьшение амплитуды или даже срыв.

Цель изобретения - создать установку, автоматически настраивающуюся на резонансную частоту.

Для этого к генератору подключают блок управления частотой и фазовый детектор с двумя индукционными датчиками для регистрации отклонения частоты колебания лонатки от резонансной по изменению амплитуды колебания.

Ыа чертеже представлена схема предлагаемой установки.

Установка содержит задающий генератор 1, усилитель 2, электродинамический вибратор 5 с захватом 4 и исследуемой лопаткой 5. К задающему генератору подключен блок управления 6 с фильтром 7 низких частот, фазовый детектор 5 с индукционными датчиками 9 и W Е усилителями-ограничителями И и 12. Сигнал от автоматически .перестраивающегося задающего генератора / с частотой, равной собственной частоте исследуемой лопатки 5, через усилитель 2 поступает на электродинамический вибратор 3. Для преобразования механических колебаний захвата 4 и конца лопатки 5 в электрический сигнал, необходимый для управления генератором /, установлены два индукционных датчика 9 и 10. Выходные сигналы этих датчиков через усилигели-ограничители // и 12 поступают на фазовый детектор 8. При резонансе фазовый сдвиг

сигналами двух датчиков равен 90°, и на выходе фазового детектора 8 напряжение отсутствует. В случае изменения собственной частоты лопатки 5 фазовый сдвиг отличается от 90°, и на выходе фазового детектора 8 появляется напряжение, которое через фильтр 7 лодается на блок управления 6. В свою очередь блок управления 6 автоматически настраивает задающий генератор / на собственную частоту лопатки 5.

Использование двух однотипных датчиков 9 и 10, установленных вблизи захвата 4 и пера лопатки 5, обеспечивает при резонансе не зависящий от абсолютного значения частоты фазовый сдвиг, равный 90°, который необходим

го детектора 8. Постоянство 90° фазового сдвига объясняется тем, что фазовый сдвнг между направлением возбуждающей силы, приложенной к захвату 4, и перемещением конца пера лопатки 5 при резонансе всегда равен 90°. При изменении собственной частоты лопатки 5 от частоты колебания захвата 4 фазовый сдвиг также отличается от 90°.

Усилители-ограничители 11 и 12 выполнены таким образом, что их фазовые характеристики в рабочем диапазоне частот практически идентичны.

Установка может использоваться для испытания лопаток и образцов из композиционных материалов, у которых собственные частоты стеклопластиковых лопаток в процессе испытаний изменяются до ± 15-20%, и металлических лопаток, когда необходимо определить их долговечность до полной поломки.

Предмет изобретения

Установка для усталостных испытаний лопаток турбомашины на резонансных частотах, содержащая подключенный к задающему генератору электродинамический вибратор с исследуемой лопаткой, отличающаяся тем, что, с целью автоматической настройки установки на резонансную частоту, к генератору подключены блок управления частотой и фазовый детектор с двумя индукционными датчиками для регистрации отклонения частоты колебания лопатки от резонансной по изменению амплитуды колебания.