Устройство для измерения виброскорости вращающихся деталей Советский патент 1982 года по МПК G01H11/06 G01B7/00 G01B7/14 G01B11/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВИБРОСКОРОСТИ ВРАЩАЮЩИХСЯ ДЕТАЛЕЙ

I

Изобретение отиосится к средствам контроля вибрационного состояния вращающихся деталей, нащзимер рабочих ло- латок, турбомашин.

По основному авт. св. № 662822 известно устройство для измерения виброскорости вращающихся деталей, содержащее укрепленный на валу отметчик, первый датчик, расположенный около отмет чика, второй датчшс, расположенный у корневой части лопаток, третий датчик, расположенный около концов лопа«;ок, селектор с переключателем выбора Ьомера лопатки, входы которой подключены к первым двум датчикам, генератор меток, кнопку сброса I, цифровой индикатор и измерительный канал, состоящий из трех ключей, счетчика, схемы равнозначности и сумматора максимума, управляюошй вход первого ключа подсоединен к выходу селектора, управляющий вход второго ключа подсоединен через первый ключ к третьвк«у датчику, вход счетчика под.соеоввен через второй ключ к выходу

генератора меток, счетный вход суммам тор максшлума подключен через третий ключ к выходу второго ключа, тасоды схе мы равнозначности подключены к выходу счетчика и выходу сумматора максиму ма, управляющий вход третьего ключа подсоединен к выходу схемы равнозна ности, счетный вход цифрового индикатора подключен к. выходу сумматора макс мума, а кнопка сброса подключена к вхо10 дам сброса счетчика, сумматора в цифрового индикатора 1.

Однако известное устройство йе позволяет определвть неравномерность зазоров между лопатками я корпусом, турбо15машиН1 1.

Цель.изобретения - определение отно сительной неравномерности зазоров между лопатками и корпусом турбомашины.

Поставлениая пепь достигается том,

20 что устройство снабжено соединенным с первым датчиком юмервтепем периода вращеиив ротора и вычислительным блоком, пошопсученным к сумматорам макс ма и минимума и измерителю периода .(ашения ротора. На чертеже представлена функциональ ная схема устройства. У исследуемого рабочего колеса 1 расположены первый датчик 2 (около укрепленного на валу отметчика 3), второй датчик 4 (у корневой части лопа-ток 5) и третий датчик 6 (около концов лопаток). Устройство также содержит селектор . 7 с пepekлючaгeпeм 8 выбора номера лопатки, вкоцы которого подключены к датчикам 2 и 4, генератор 9 -меток, кнопку 10 сброса, 1феднаэначен1Ную для установки счетчиков и сумматоров в исходное состояние, индикатор 11 и измерительный канал, состоящий из тре ключей 12-14, счетчика 15, накапливаю щего импульсы, количество которых тфопорционально длительности импульса датчика 6, схемы 16 равнозначности и сумматора 17 максимума, регистрирукшего максимальное значение шгительности импульса датчика 6. I Управляющий вход первого ключа 12 подсоединен к выходу селектора 7, управляющий вход второго ключа 13 подсоединен через первый ключ 12 к третьему датчику 6, вход счетчика 15 подсоединен через второй ключ 13 к выходу генератора.меток 9, счетный вход сумматора 17 максимума подключен через третий ключ 14 к выходу второго 13, входы схемы 16 равнозначности подключены к выходу счетчика 15 и вы.ходу сумматора 17 максимума, упра0пяк щий вход третьего ключа 14 подсоединен к выходу схемы 16 р1авнозначности, счет ный вход иифровогр яндикатора 11 подключей к выводу сумматора 17 максимума, а кнопка 10 сброса подключена к входам сброса счетчика 15, сумматора 17, и ци4рового индикатора 1.1. В устройство входят также тактовый формирователь 18, ключи 19 и 2.О и сумматор 21 минимума. При этом вход тактового формирователя 13 Яодклю чен к выходу ключа 12, входы схемы 22 неравнозначности подсоединешл к однсялу выходу сумматора 21 минимума и счетчика 15, управляющий вход ключа 19 под соединен, к выходу 22 неравнозначности, у1фавляющий вход клкн ча 20 подсоединен через ключ 19 к выхо ду тактового формирователя 18, входы . сумматора 21 минимума подсоединены к кнопка 10 сброса и через ключ 20 к выходу счетчика 15, а второй выход сумматора 21 минимума - к второму счетному входу цифрового индикатора 11. Кроме того, в устройстве имеются измеритель периода вращения ротфа 23, соединенный с датчиком 2, и вычислительный блок 24, подключенный к сумматору 17 максимума, .сумматору 21 минимума и измерителю периода вращения ротора 23. Работа устройства ocHOBai-ia на реализации уравнения движения вращающейся рабочей лопасти. Действительно, если уравнение авнжения попатки ( + M), - угол поворота роujp и U) р - соответственно чаототы вращения ротора и колебаний лопат ки; А - амплитуда колебаний лопатки; И. - радиус рабочего колеса; - начальная фаза значения максимальной и минимальной ручэростей -, если & - зона чувствительности, )„) (1) / /-.) просуммировав уравнения (1) и (2) 11 получают . ВелЕИчина зоны чувствительности датчика перемещений обратно пропорциональна (тфи прочих равных условиях) величина зазора (Л между торцом лопатки и чувствительным элементом датчика . Псютому, О1феделив величины зон чувствительности д. для каждой из 2 лопаток рабочего колеса, можно найти относительную неравномерность зазоров О, по колесу (f- -4-1- , motx / где k - максимальное из г измеренных значений зон чувствительности, - максимальное значение величины зазора. 591 Таким образом, для определения относительной неравномерности зазоров по колесу достаточно измерить экстремаль ные значения длительностей импульсовi q MC ;;, датчика перемещений и / скорость вращения ротора uJp и произвести вычисления по уравнению (З) для каждой рабочей лопатки колеса. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии кнопкой 10 сброса все разряды счетчика 15 и сумматора 17 установлены в О, а сумматор 21 - в , в результате на цифровом индикаторе 11 от сут матора 17 ОН от сумматора 21 - 9, на выходах асбм

равнозйачности 16 и неравнозначности 22 имеется разрешение. Во время работы турбомашины выходные сигналы датчиков 2, 4 и 6 поступают на входы селектора 720 и ключа 12, соответственно.

При первом измерении (после того, как переключателем 8 селектора 7 установлен номер контролируемой лопатки, например К-й) при прохождении К-го им- 25 пульса выходной сигнал блока 7 открывается ключ 12, щюпуекающий импульс датчика 6. На время существования этого импульса открывается ключ 13, разрешан щий до,ступ импульсов генератора 9 м&- зо VoK в счетчик 15. Так как на выходах схем 16 и 22 уже есть Разрещение, через открытый ключ 14 результат первого измерения записывается в сумматор 17, а по ксманде тактового формиро-jj ва-геля 18 через ключ 19 открывается КЛЮ1Ч 20, после чего происходит перенос числа из счетчика 15 в сумматор 21. После каждого измёрегаш сигналом первого датчика происходит установка счетчика 15 в О, в результате чего на выходе схемы равнозначности 16 Защет, а на выходе схемы неравнозначности 22 - г Разрешение. При следующем измерении, если число импульсов в счетчике 15 превысит записанное в сумматоре 17 осема 16 равнозначности своим выходным разрешаю- шим сигналс лоткрывается ключ 14, раэ решая дополнение результата в сумматор 17. При достижении равенства числа им, пульсов в счетчике 15с числом, записанным в сумматоре 21, на выходе сх& мы 22 неравнозначности будет Запрет, исключающий перенос числа из счетчика 15 в сумматор 21.

Сигнал от датчика 2, вырабатывающего один импульс за одив оборот ротора поступает также на измеритель периода В1)ащения ротора 23, выход которого соединон с вычислительным блоком 24, подключенным к выходам сумматора 17 максимума и сумматора 21 минимума.

Вычислительный блок 24 выполняет решение уравнения (3) для каждой рабочей лопатки,, и по результатам вычиолений определяется относительная .неравномерность зазоров между рабочими лопа ками и корпусом турбомашины.

Значение величины ов процессе экопериментальных исследований меняется в предел ах О - 75%.

Изобретение обеспечивает определение относительной нерешномерности зазоров между рабочими лопатками и корпусом турбомашины. 69 Если число импульсов, поступившее в счетчик 16, оказывается меньше зарегистрированного ранее сумматором 2°, на ; выходе схемы неравнозначности 22 будет Разрещение на перенос числа из счетчика 15 в сумматор 22 (с помощью тактового формирователя 18, ключей 19 и 20). Таким образом, в результате ряда из мерений в сумматорах 17 и 21 зафшсс рованы, а на цифровом индикаторе зарегистр фоваьы числа. пропорциональные максимальной и минимальной длительноо ям импульсов датчика 6. Ф О р м у Л а И 3 О б р е Т е н И Устройство для измерения виброскорости вращающихся деталей по авт. св. № 662822, отличающееся тем, что р целью определения относительной неравномерности зазоров между рабочими лопатками и корпусом турбомашины, оно снабжено соединенным с первым датчиком измерителем периода вращения ротора и вычислительным блоком, подключенвьхм к сумматсфам максимума и минимума и измерителю периода ротора. Источники ин(}юрмаави, принятые во внимание Щ)Н акспертазе 1. Авторское свидетельство СССР № 662822, кл. и О1 Н 11/ОО, 197Б (прототип).