А. И. Петренко Советский патент 1972 года по МПК G01N3/32 G01M7/02 

Известны вибростенды, предназначенные для испытания образцов из жаропрочных материалов на усталость, содержащие электродинамический вибратор, систему управления амплитудой и частотой динамической нагрузки, электропечи для нагрева образцов. Однако во время испытания температура образцов не изменяется. Это не позволяет производить испытания на усталость в условиях теплосмеп, обусловленных переменной тепловой нагрузкой и коррозионно-эрозионным воздействием на образцы реального газового потока, что, например, имеет место при работе рабочих лопаток газовых турбин.

Цель изобретения - приближение условий испытания образцов к реальным.

Достигается это тем, что наряду с обычной системой возбудителя с регулятором изменения амплитуды колебаний в схему стенда включаются камера сгорания с продувочным устройством и топливная система с автоматическим регулятором подачи топлива, сблокированным с регулятором изменения амплитуды колебаний образцов.

На фиг. 1 изображена схема стенда; на фиг. 2 - схема крепления газовых турбин в захватах и силовая схема вибростенда.

эталонных напряжений (ДЭН) и сравнивающее устройство (СУ), камеру сгорания 3 с продувочным устройством 4, в котором находятся рабочие части образцов 5, топливную

5 систе.му 6 с автоматическим регулятором подач топлива в камеру сгорания.

Электромагнитный клапан 7 автоматического регулятора подачи топлива в камеру сгорания, служащий для отсечки через заданные промежутки времени подачи топлива в нее, установлен на одном из трубопроводов, подводящих топливо к форсунке. Реверсивный электродвигатель 8 подключен к дросселирующему золотнику 9 через редуктор. Командный электрический прибор (КЭП-124) подключен к электромагнитному клапану, реверсивному электродвигателю, пусковой катущке 10 системы зажигания и к ДЭН.

Испытуемые образцы (пакет турбинных лопаток) жестко закрепляются в нижнем за0хвате fl при помощи самотормозящего клина 12. Каждый из двух верхних захватов 13 выполнен в виде рамки, котора я соединяется с прикрепляемым к верхней полке лопатки

5 элементом при помощи болта. Передача колебаний от рамок к лопаткам осуществляется через тарельчатые пружины 14, сферические шайбы 15 и щайбу 16, толщина которой подбирается в зависимости от расстояния между элементами.

Качающиеся рычаги 17 жестко соединяются с тягами 18, каждая из которых выполнена с гибким шарниром цилиндрической формы.

Передача колебаний от возбудителей 1 на свободные концы рычагов осуществляется при помощи составных щатунов 19, длина которых фиксируется после окончательного закрепления пакета лопаток в захватах. Вся колеблющаяся система вибростенда фиксируется на массивной станине 20.

Поскольку при изгибе естественно закрученных лопаток происходит деформация кручения профиля, а также движение жестко прикрепляемых к верхней полке элементов по дуге окружности, последние претерпевают угловые перемещения по отнощению к рамке, которые воспринимаются предварительно напряженными тарельчатыми пружинами совместно с гибким шарниром.

Работа вибростенда осуществляется следующим образом.

В камеру сгорания подается сжатый воздух. Одновременно насосы топливной системы подают топливо к форсунке.

Электродвигатели приводят во вращение трансмиссии возбудителей с помощью клиноременных передач. Динамические перемещения от возбудителей через рычажные системы передаются к испытуемым образцам. КЭП включая то или иное эталонное напряжение ДЭН, в соответствии с программой обеспечивает через систему с обратной связью, включающую генератор несущей частоты (ГНЧ), индуктивный датчик (Д), СУ, исполнительный механизм (ИМ) срабатывание регулировочного устройства возбудителя, которое воздействует на механизм эксцентриситета кривощйпного вала возбудителя и соответственно изменяет амплитуду возбуждаемых колебаний. Одновременно командный электрический прибор включает и отключает через заданные промежутки времени электромагнитный топливный клапан 7, реверсивный электродвигатель 8, являющийся приводом дросселирующего золотника 9, и пусковую катущку систему зажигания, что обеспечивает соответствующие изменения температуры образцов.

Предмет изобретения

1. Вибростенд для испытания образцов из жаропрочных материалов на усталость, преимущественно лопаток газовых турбин, содержащий возбудитель с регулятором изменения амплитуды колебаний и рычажную систему

с тягами для передачи колебаний от возбудителей к образцам, отличающийся, тем, что, с целью приближения условий испытания образцов к реальным, он снабжен камерой сгорания с продувочным устройством, в котором консольно закреплены рабочие части образцов, и топливной системой с автоматическим регулятором подачи топлива в камеру сгорания, сблокированным с регулятором изменения амплитуды колебаний образцов.

2. Вибростенд по п. 1, отличающийся тем, что, с целью устойчивого режима нагружения образцов и динамической разгрузки возбудителей, тяга рычажной системы выполнена с гибким шарниром цилиндрической формы,

а верхний захват, к которому присоединена тяга, - в виде рамки, передающей колебания к образцам через тарельчатые пружи-ны.

(Риг 2