Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Бесконтактные измерения колебаний лопаток турбомашин..pdf
Скачиваний:
30
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
7.95 Mб
Скачать

с м е щ е н и й . К р о м е т о го л о п а т к и в в о д и л и с ь во ф л а т т е р и н а ш л е й ­ ф о в о м о с ц и л л о г р а ф е ф и к с и р о в а л и с ь м о м е н т ы с р а б а т ы в а н и я с и г ­ н а л и з а т о р о в .

Рис. 5.7. Отладка сигнализатора ЦИКЛ на рабочем колесе, проходившем исследования на одноместном самолете:

/—расстояния от нижних краев ярких линий до базовой линии при флаттере в стендовых условиях (снимок а); 2—расстояния от сере­ дины меток до базовой линии (снимок б)

5.1.3. Расшифровка результатов измерений

Р е г и с т р а ц и я и н ф о р м а ц и и с э к р а н а п р и б о р а Э Л У Р А п р о и з в о ­ д и т с я с п о м о щ ь ю о б ы ч н ы х с е р и й н ы х м а л о ф о р м а т н ы х ф о т о к а м е р б ы т о в о г о н а з н а ч е н и я н а с т а н д а р т н у ю ф о т о п л е н к у ш и р и н о й 24 м м . П л е н к а р а с ш и ф р о в ы в а е т с я н а ф о т о у в е л и ч и т е л е л ю б о г о т и п а .

Р а с ш и ф р о в к а с о с т о и т в и з м е р е н и и д л и н / я р к и х л и н и й

и р а с ­

с т о я н и й х м е т о к о т б а з о в о й л и н и и .

 

И з м е р е н и е д л и н я р к и х л и н и й в ы п о л н я е т с я с п о м о щ ь ю

с п е ц и ­

а л ь н о и з г о т о в л е н н о й л и н е й к и , к о т о р а я н а к л а д ы в а е т с я н а и з о б р а ­

ж е н и е я р к о й л и н и и , п р и ч е м и з м е р я е т с я

р а с с т о я н и е м е ж д у т о ч к а ­

м и , о т с т о я щ и м и о т к о н ц о в я р к о й л и н и и

на в е л и ч и н у р а д и у с а м е т ­

ки. При нечетких концах ярких линий, появившихся вследствие нестационарности сигнала («всплесков») или помех, следует из­ мерять длину основной части яркой линии.

Измерение положения метки производится масштабной линей­ кой от центра метки до центра базовой линии перпендикулярно к ней. Так же производится измерение положения середины яркой линии.

Оценка стабильности расшифровки результатов выполнялась путем повторной расшифровки серии кадров. Каждая пара полу­ ченных распределений амплитуд сравнивались между собой. Мак­ симальная ошибка отдельных измерений, выполненных в небла­ гоприятных условиях составила 20%. Точность расшифровки ве­ личины А.Ср составила 10%. Величина D' (среднеквадратичное отклонение амплитуд) менее стабильна и сильнее зависит от оши­ бок при расшифровке, ошибки могут достигать 20%. Коэффициен­ ты корреляции Кц между двумя расшифровками одного кадра составляют величину не меньше 0,9.

Расшифровка данных усложняется при возникновении дефек­ тов измерения, связанных с неправильной настройкой прибора, не­ правильным пользованием фотоаппаратом, неправильной установ­ кой датчиков на машине. На рис. 5.8 приведены примеры этих де­ фектов.

Фото 1 . Сильно подсвечены строчки на экране. Затрудняет рас­ шифровку.

Фото 2 . Сильно подсвечены метки, нет четко выраженных кра­ ев. Затрудняет расшифровку.

Фото 3. При изменении оборотов сорвана синхронизация. На экране, справа от основного изображения, появились серые штри­ хи. При расшифровке учитывать их не следует.

Фото 4. Измеренная величина амплитуды не умещается в строке. Яркие линии ограничены сверху концом строчки (5, 6 , 7-я строчки) или снизу — базовой линией (10—15-я строчки). Непра­ вильно выбран масштаб измерений. Расшифровывать эти строч­ ки нельзя.

Фото 5. Сильно деформирована лопатка (5-я строчка справа), или мал импульс датчика от этой лопатки (например, из-за того, что она короче остальных). Эту строчку расшифровывать нельзя.

Фото 6. Метки на строчках находятся на обратном ходе раз­ вертки. Неправильно установлены датчики или неправильно выб­ рана задержка. Эти строчки расшифровывать нельзя.

Фото 7. Последняя строчка совпала с обратным ходом гори­ зонтальной развертки. Импульс оборотного датчика пришел рань­ ше, чем закончилась развертка последней строчки, и поэтому луч движется по вертикали вверх и по горизонтали налево. Непра­ вильно установлены датчики. Расшифровывать строчку можно, спроектировав яркую линию на вертикальную ось.

где / — длина яркой линии (в делениях шкалы экрана прибора ЭЛУРА); х — расстояние от базовой линии до метки (в делениях шкалы экрана прибора ЭЛУРА); М — масштаб измерения,

Ж = 0,314/*ЛУИС- ^ - ,

где /сл* — условная частота следования, установленная на пане­ ли прибора ЭЛУРА; Мс — масштаб строк, установленный на экра­

не прибора ЭЛУРА;

колеба­

б) при измерении амплитуд вынужденных (кратных)

ний методом годографа.

 

Максимальная амплитуда колебаний

 

Дна*=М1;

(5.4)

в) при измерении раскрутки лопаток смещение 5 определяется

по формуле (5.2); г) при измерении амплитуды скорости расчет производится по

формуле

 

 

 

 

 

W = — M — l.

(5.5)

 

 

2

L

 

Частота колебаний оценивается по формуле

 

 

 

\0W .

(5.6)

 

 

2лЛ

 

 

 

д)

при измерении взаимных колебаний ихамплитуду В опре-

деляют по формуле

 

 

(5.7)

 

В=М1.

 

Вычисление сдвига фаз фг.гч-i между соседними

лопатками

производят затем по формуле

 

 

 

 

COS<p/,/j

А ? + А 2

(5.8)

 

 

1 + 1

 

 

Б21»/ + 1

 

5.2. ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ СТАТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ ДЕТАЛЕЙ ТУРБОМАШИН

Наиболее широкое применение приборы дискретно'Фазового измерения нашли при исследованиях вибраций различных враща­ ющихся деталей, главным образом вибраций лопаток турбома­ шин. Кроме этого приборы позволяют измерять также ряд стати­ ческих характеристик, имеющих непосредственное отношение к проблеме вибраций лопаток. Примеры измерения таких парамет­ ров приведены в данном разделе.

5.2.1.Индикация обрыва и повреждения лопатки

Спомощью прибора ЭЛУРА можно обнаружить обрь*в лопа­ ток рабочего колеса. При обрыве одной из лопаток целиком или

по

только ее верхней части пропадает соответствующий ей импульс и, следовательно, пропадает соответствующая метка на экране прибора. Аналогичное явление произойдет и в том случае, если будет повреждена верхняя кромка (например, передняя или зад­ няя ее часть) в месте расположения периферийного датчика. По меткам на экране прибора ЭЛУРА можно судить не только об обрыве лопаток, но и о повреждении одной из ее кромок, что ча­ сто случается при колебаниях лопаток по высшим формам. Для этого надо лишь расположить периферийный датчик в зоне кром­ ки лопатки, повреждение которой считается вероятным.

Для этих же целей можно использовать индикатор поврежден­ ных лопаток (см. разд. 4.8), который значительно проще прибора ЭЛУРА и не нуждается в постоянном внимании оператора.

5.2.2. Измерение разношаговости расстановки лопаток рабочего колеса

Вследствие неточности изготовления дисков рабочих колес, замков и профильной части лопаток всегда имеется некоторая разношаговость по концам лопаток. Она может также возникнуть в процессе работы из-за неодинаковых упругих свойств лопаток. Последнее особенно заметно проявляется в тех случаях, когда ло­ патки в рабочем колесе умышленно подбирают при сборке с раз­ ными собственными частотами, т. е. с разными упругими свойст­ вами и с разным распределением массы по длине лопатки.

Если исследователя или конструктора по тем или иным сооб­ ражениям интересует численное значение разношаговости, то оно может быть определено по распределению меток на экране при­ бора ЭЛУРА (рис. 5.9, а). Так как расстояние метки от базовой линии в определенном масштабе равно угловому расстоянию меж­ ду зубом возбудителя корневых импульсов и концом соответству­ ющей ему лопатки, то различие в этих расстояниях будет харак­ теризовать величину разношаговости (точнее величину отклонения в окружном направлении концов лопаток от их номинального по­ ложения). При этом предполагается, что диск с возбудителями корневых импульсов выполнен достаточно точно.

Чтобы исключить влияние неточной расстановки возбудителей, можно использовать импульсы от двух периферийных датчиков, включенных по схеме измерения взаимных колебаний. При этом разница в расположении лопаточных меток на экране будет ха­ рактеризовать неодинаковость расположения концов лопаток друг относительно друга (см. рис. 5.9; б), т. е. фактическую разноша­ говость расстановки лопаток.

На рис. 5.9 видно, что в разношаговости лопаточных венцов наблюдаются довольно резкие скачки, причем заметна определен­ ная периодичность в смене их максимумов и минимумов. Послед­ нее, по-видимому, связано с подбором лопаток по их массам для упрощения балансировки рабочего колеса.

ill