Способ измерения крутящего момента на валу свободной турбины газотурбинного двигателя Советский патент 1982 года по МПК G01L5/00 

(5) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА НА ВАЛУ СВОБОДНОЙ ТУРБИНЫ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ

I

Изобретение относится к измерениям и испытаниям, в частности к измерениям и исследованиям моментов работы, в которой элемент, передающий крутящий.момент, не является вращающимся упругим.валом.

Наиболее, близким к изобретению по технической сущности является способ измерения крутящего момента на валу свободной турбины газотурбинного двигателя путем вывода двигателя на холостой режим работы с последующим нагружением турбины, перемещением рычагов управления двигателя по заданной программе и регистрации крутящего момента на выбранных режимах .

Недостаками этого способа являются сложность нагружения двигателя крутящим моментом из-за необходимости использования тормозной установки мощностью не ниже номинальной мощности двигателя, сложность измерения крутящего момента

на вращающемся измерительном устройстве из-за необходимости применения вращающихся контактных устройств на большую частоту вращения и снижение точности измерения крутящего момента двигателя из-за влияния характеристик тормозной установки.

Объясняется это тем, что момент 10 двигателя в переходном,процессе выражается зависимостью

Vs-5r- rv.

где Ito- суммарный момент инерции роISтора тормозной установки и соединительных элементов; - частота вращения выводного

вала;

Т момент, создаваемый тормозной установкой.

Знак + относится к переходному процессу наброса, а знак- - - к сбросу нагрузки. Для определения крутящего момента двигателя необходимо учитывать одновременно с моментом тормозной установки момент, создаваемый инерционными силами, и его знак, что требует определения момента инерции вращающихся частей тормозной установки и соединительных элементов, а также регистрации величины у корения выводного вала ( т )в переходных процессах, что весьма затруднительно и ведет к возрастауию погрешностей измерений. Цель изобретения - упрощение и повышение точности измерения крутящего момента. Указанная цель достигается тем, что до запуска двигателя и вывода его на режим холостого хода дополни тельно производят торможение вала , а нaгpyжeн fe турбины и регистрацию крутящего момента ведут при это положении вала. На чертеже представлена схема одного из вариантов устройства, реализующего предлагаеТиый способ при стендовых испытаниях. Выводной вал 1 га.зотурбинного дв гателя 2 с помощью жесткого звена 3 на котором установлен датчик it измерения момента (например, тензодат чик), соединен с рамой 5 стенда. Ор ганы 6 и 7 управления двигателя обо дован датчиками 8 и 9 положения этих органов. Электрический датчик измерения крутящего момента и датчики 8 и 9 положения органов управления соединенны с регистрирующим прибором 10. В условиях объектавыводной вал двигателя может быть заторможен с помощью стояночного и ра бочего тормозов транспортного средс ва при включенной высшей передаче в коробке передач или выводной вал жестко соединен на раму транспортного средства. Определение моментной характерис тики газотурбинного двигателя со св бодной турбиной в переходных процес сах осуществляется пооперационно с учетом подготовительных и основных операций следующим образом. Выводной вал 1 двигателя с помощ жесткого звена 3, на котором устанавливается датчик k измерения момента, например тензодатчик, соединяют с корпусом двигателя или рамой 5 стенда, а в условиях объекта рамой транспортного средства. Датчик измерения момента соединяют с регистрирующим прибором 10, затем осуществляют его тарировку с записью показаний на осциллограф или магнитограф и оценку погрешности измерения. Затем осуществляют запуск ГТД и устанавливают ему режим холостого хода. На этом заканчиваются подготовительные операции. Воздействием на органы 6 и 7 управления двигателей (на рычаг подачи топлива, на рычаг управления угловым положением соплового аппарата или одновременно на оба рычага нагружают его при заторможенном выводном вале 1. Одновременно регистрируют крутящий момент двигателя и положение органов управления с помощью осциллографа или г 1агни1ографа. В результате обработки осциллограмм и магнитограмм получают графические зависимости крутящего момента двигателя в функции времени или положения органов управления двигателем в переходных процессах. Так как иагружение и измерение крутящего момента двигателя осуществляется при его заторможенном выводном вале, то, как следует из приведенной формулы if и М,- М. Измерение момента двигателя сводится к измерению момента тормозной установки, а noi- решность измерения момента двигателя обуславливается только погрешностью датчика и регистрирующей аппаратуры. При этом отпадает необходимость в измерении ускорения выводного вала в переходных процессах и определении момента инерции тормозной установки и соединительных элементов. При нагружении и измерении крутящего момента при заторможенном выводном вале двигателя отпадает необходимость в сложных тормозных установках и измерительных устройствах, сокращается время и трудозатраты на опре целение моментных характеристик. Кроме того, предлагаемый способ позволяет снятие моментной характеристики ГТД со свободной турбиной как в условиях стенда, так и непосредственно на транспортных средствах,

Формула изобретения

Способ измерения крутящего момента на валу свободной турбины газотурбинного двигателя, путем вывода двигателя на холостой режим ра боты с последующим нагружением турбины перемещением рычагов управлеч ния двигателя по заданной программе и регистрации крутящего момента на выбранных режимах, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения точности измерения, до запуска двигателя и вывода его на режим холостого хода дополнительно производят торможение вала, а нагружение.турбины и регистрацию крутящего момента оедут при этом положении вала. .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Котляр И.В., Гительман А.И. и др. Переходные процессы в газотурбинных установках. Л., Машиностроение, 1973, с. 51-52.

-I

Л

N

/

/ /

it

/

МНР

ю

/