Способ определения жесткости ротора турбомашины Советский патент 1979 года по МПК F01D5/34 G01M9/00 

f

Изобретение относится к турбостроению и, в частности, к способам определения жесткости роторов турбомашин.

Известен способ определения жесткости ротора турбомашины путем его изгиба под действием статической нагрузки и тензометрирования 1.

Однако технология определения жесткости по данному способу относительно сложна, особенно для роторов, имеющих сложную форму,

Известен также способ определения жесткости ротора турбомашины путем его поперечного изгиба под дейст вием нагрузки. Моменты сопротивления сечения получают расчетом по величине статических напряжений 2.

Однако технология определения жесткости ротора и в этом случае достаточно сложна.

Целью изобретения является упрощение технологии.

Эта цель достигается тем, что ротор горизонтально подваливают и возбуждают его собственные колебания импульсным приложением нагрузки в горизонтальном направлении, перпендикулярном плоскости подвеса, измеряют амплитуды динамического прогиба

ротора в различных сечениях по его длине и частоту собственных колебаний, а затем распределение жесткости ротора по его длине вычисляют по формуле;

5к

J P(xV(xUdx

EJ(XK)SUU; V()K-)

0

где EJ(XK.) - жесткость ротора в сечении с координатой длины Хк;

S - плотность массы ротора; Ш.- частота собственных ко5лебаний;

F(x) - плсхдадь поперечного сечения ротора в сечении X;

(Х.) - амплитуда динамическо0го прогиба.ротора в сечении X;

VCXnj- значение второй производной функции у(х) при

( /

5

X - текущая координата на

участке 0-Хк.

На фиг, 1 приведена схема подвески и размещения вибродатчиков для определения жесткости рото0ра; на фиг. 2 - кривая собст.4 венных колебаний ротора после импульсного приложения нагрузки. Ротор 1 подваиивают горизонтально на двух тросах 2 и 3, устанавливают.на нем ьибродатчики 4 и подклю чают последние к виброизмерительной и регистрирующей аппаратуре (на чер тежах условно не показана). Испульсным приложением нагрузки в горизонтальном направлении, перпендикулярном плоскости подвеса (в направлении оси у), возбуждают собственные колебания ротора 1 (фиг. 2), после чего измеряют ампли туды динамического прогиба у(х) в различных сечениях (х) по длине ротора 1 и частоту собственных колеба ний { CLc) . Затем по приведенной выш формуле определяют распределение жесткости ротора 1 по его длине IEI(VK) . Координата X к определяет границу рассматриваемого участка. Согласно данному способу определ ния жесткости, не требуется создани больших сосредоточенных нагрузок, характерных для способа, основанног на статическом нагружении ротора, что обусловливает возможность упрощения технологии. Формула изобретения Способ определения жесткости ротора турбомашины путем его поперечного изгиба под действием нагрузки, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии, ротор горизонтально подвешивают и возбужд ют его собственные колебания импуль 04 ным прилсзжением нагрузки в горизонтальном направлении, перпендикулярном плоскости подвеса, измеряют амплитуды динамического прогиба ротора: в различных сечениях по его длине и частоту собственных колебаний, а затем распределение жесткости ротора по его длине вычиапяют по форм-/ле: Je F()v(x))(dx EJ(XK) S(JU; ТТхГк где EKxk) - жесткость ротора в сечении с координатой длины Хк; S - плотность массы ротора tOc - частота собственных колебаний ; F(x) - площадь поперечного сечения ротора в сечении X; V(n,)- амплитула динамического прогиба ротора в сечении X; (liK)- значение второй производной функции у(х) при X - текущая координата на участке 0-Хк. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Крюков К.А. К определению динамических подагливостей роторов авиационных ГТД, Труды МАИ, вып. 136, Оборонгиз, 1961. 2.Допинский В.М. Определение внутренних напряжений и вибрационные исследования модели сварного ротора, Новое в тяжелом машиностроении , 1958, № 6, с. 17.

А/