Сигнализатор колебаний лопаток колеса турбомашины Советский патент 1978 года по МПК F02C9/00 G01M7/00 G01H1/08 

1

Изобретение относится к устройствам для обнаружения и устранения колебаний лопаток рабочих колес турбомашин.

По основному авт. св. № 236825 известно устройство для сигнализации момента возникновения колебаний лопаток рабочих колес, содержащее два бесконтактных импульсных датчика, один из которых расположен вблизи лопаточных корневых меток на роторе, а другой в корпусе турбомашины иад концами лопаток рабочего колеса. Датчики смещены друг относительно друга на центральный угол

2п/г . АС Z R

где /г 0, 1, 2, ...; z - число лопаток; R - радиус рабочего колеса; Ас - сигнализируемое значение амплитуды колебаний конца лопатки. Оба датчика подключены к соответствующим входам схемы совпадения. Однако это устройство не позволяет надежно обнарул ивать резонансные колебания лопаток, так как заранее неизвестно распределение возб ждающей силы по окружности колеса, и периферийный датчик может оказаться в таком месте по окружности колеса, где лопатка не отклоняется или отклоняется незначительно. Амплитуда колебаний лопатки при этом может превзойти допустимую, что вызовет ее поломку и аварию двигателя.

Целью изобретения является обеспечение сигнализации о моменте возникновения недопустимых резонансных колебаний. Поставленная цель достигается тем, что над концами

лопаток установлено несколько дополнительных датчиков, включенных параллельно с основным п смещенных относительно пего и один относительно другого на угол, кратный целому числу угловых шагов расстановки лопаток,

например, на угол 30° при второй кратности колебаний, а к выходу схемы совпадения подключен сервопривод лопаток входного направляющего аппарата.

На чертеже представлена блок-схема сигнализатора.

Устройство содержит основной импульсный датчик 1, расположенный на неподвижных деталях турбомашины вблизи корневых меток 2, дополнительные импульсные датчики 3, 4, 5,

расиоложенные над лопатками 6 рабочего колеса 7 схемы совпадения 8 и сервопривода 9 лопаток вход1юго иаправляющего аппарата.

Устройство работает следующим образом.

При возникновеиии резонансных колебаний лопатка оказывается под дополнительными импульсными датчт1камп в случайной фазе колебаний. Распределение возбунчдающей силы по окружности турбомашипы в процессе работы может меняться.

3

Однако, если па половине периода своих колебаний лопатка будет встречать три равиоотстоящих друг от друга периферийных импульсных датчика, то она пройдет мимо одного из них отклоненной от нейтрального положения на небольплую величину, так как самым неблагоприятным случаем является приход лопатки в неотклоненном состоянии под средний датчик. При этом под следующим по направлению враиления датчиком лапатка окажется отклоненной на 60° своего фазового угла. Таким образом, чтобы охватить половину периода колебаний лопатки, необходимо установить в корпусе турбомашины три дополнительных импульсных датчика, смещенных друг отпоснтельно друга на угол 60°/5, где 5 - кратность частоты колебаний лонатки частоте вращения рабочего колеса. Это при суп,1ествуюп1ей обычно второй кратности соответствует утлу, равному 30° корпуса ту)бомащины.

При работе ступени устанавливать дополнительные импульсные датчики для второй половины периода нет необходимости, так как при переходе через резонанс угол сдвига фаз между возбу}кдающей силой и отклонением

.

4

лс)1:атк1 изменяется на 180°. Следовательно, об1;аружнвать презышение допустимой амплитуды колебаний лопатки во второй половине периода можно те;ми же датчиками.

Многочисленные исследования показали, что поворот лопаток к направляющему аппарату приводит к значительному снижению уровня амплитуд резонансных колебаний лопаток рабочего колеса.

Фор м } ,т а и 3 о б р е т е н и я

Сигнализатор колебаний лопаток колеса турбомашины по авт. св. ° 236825, о тличаю HI, и и ся тем, что, с целью обеспечения получения сигнала о моменте возникновения недопустимых резонансных колебаний, над концами лонаток установлено нееколько дополнительных датчиков, включенных параллельно е оеновным и смещепных относительно него и один относительно другого на угол, кратный целому числу угловых щагов расстановки лопаток, например па угол 30° при второй кратности колебаний, а к выходу схемы совпадения подключен еервонривод лопаток входного нанравляюн его аппарата.

1 I .г

t: