6. Контрольные вопросы

1. Каковы действия студента:

- при появлении искрения в оборудовании;

- возникновении пожара в лаборатории;

• поражении работающего в лаборатории электрическим током?

2. Цель определения собственных частот колебаний лопаток?

3. Основной принцип определения собственной частоты колебаний лопатки, примененный в работе?

4. Связь между собственной частотой колебаний лопатки и ее размерами?

Лабораторная работа № 2

Определение собственных частот

И форм колебаний лопаток турбомашин

Методом вынужденных колебаний

Проведение исследования вибрационных характеристик лопаток турбомашин методом свободных колебаний с ударным возбуждением (лабораторная работа № 1) дает ограниченные результаты - значения собственной частоты колебаний по первой изгибной форме. Кроме того, для лопаток со сложной конфигурацией пера и эта задача трудно выполнима, так как при ударе возбуждаются одновременно несколько форм колебаний, различение которых в сигнале датчиков требует достаточно сложной аппаратуры (анализаторы спектра).

Полная картина спектра собственных частот и форм колебаний получается при возбуждении лопатки внешним источником колебаний.

1. Цель работы

В результате проведения лабораторной работы получаются два результата:

- набор (спектр) собственных частот колебаний лопатки;

- набор картин узловых линий (форм), соответствующих собствен-ным частотам.

2. Описание аппаратуры

2.1. Блок-схема

Блок-схема комплекта аппаратуры и характер соединения приборов показаны на рис. 1.

Генератор, частотомер, осциллограф относятся к универсальному оборудованию; вибратор, вибропреобразователь, зажимное приспособле-ние – к специальному.

Рис. 1. Блок-схема аппаратуры к лабораторной работе № 2:

1 – исследуемая лопатка; 2 – зажимное приспособление; 3 – опорная плита;

4 – вибратор; 5 – шток вибратора; 6 – источник постоянного тока; 7 – генератор – источник тока регулируемой частоты; 8 – электронный осциллограф; 9 – пьезокристаллический вибропреобразователь; 10 – частотомер; А – магнитный зазор; Б - электрический разъем постоянного магнита вибратора, В – электрический разъем катушки подвижной рамки

2.2. Электродинамический вибратор

Электродинамический вибратор (ЭДВ) предназначен для возбуждения колебаний лопаток.

Конструктивная схема ЭДВ показана на рис. 2.

Рис. 2. Конструктивная схема

электродинамического

вибратора:

1 – шток;

2 – подвижная рамка;

3 – подвеска подвижной рамки;

4 – катушка подвижной рамки;

5 – магнитопровод;

6 – катушка постоянного

магнита;

А – магнитный зазор;

Б – контакты постоянного

магнита;

В – контакты катушки

подвижной рамки

ЭДВ работает следующим образом.

При подаче постоянного тока на контакты Б в катушке 6 возникает постоянное магнитное поле, распространяющееся по магнитопроводу 5 и заполняющее магнитный зазор А. В указанном зазоре размещена катушка 4 подвижной рамки 2. На контакты В катушки подвижной рамки подают переменный ток, меняющийся по гармоническому закону , где J_а - амплитуда тока; - частота его изменения; - время. Источником тока регулируемой частоты (20...20 000 Гц) служит генератор (рис. 1, поз. 7). На катушку начинает действовать переменная по величине и направлению сила , где l - длина проводника в катушке; В – магнитная индукция постоянного магнита. Под действием этой силы подвижная рамка, закрепленная на пластинчатых подвесах (рис. 2, поз. 3), совершает возвратно-поступательное движение с частотой , которое через шток (рис. 2, поз. 1) передается лопатке.