RU1688663C

RU1688663C - Strength test facility for turbomachine runners

Info

Publication number: RU1688663C
Authority: RU
Inventors: В.Н. Кашин; Ю.А. Пыхтин; И.А. Черняев
Original assignee: Акционерное общество "Авиадвигатель"
Priority date: 1989-01-09
Filing date: 1989-01-09
Publication date: 1994-05-30

Abstract

FIELD: strength tests of turbomachines. SUBSTANCE: chamber intended to receive runner under test accommodates on its end walls 11, 12 members exciting vibrations of runner blades 5 made as separate, radially installed ribs 9 and 10. In case of bending vibrations of blades ribs are set opposite each other and when torsional vibrations are excited, they are staggered. Ports 13 and 14 are provided in end walls 11 and 12 for inserting ribs into chamber. Parts 15 for fastening ribs are arranged on external side of chamber. Labour consumption for assembly and operation is reduced due to the fact that prior to assembly of chamber ribs can be mounted on cover and case 6 of chamber and that for changing the arrangement and number of ribs chamber disassembly is not required. Functional capabilities are engaged due to provision for exciting not only bending but also torsional vibrations on test facility. EFFECT: reduced labour consumption for test facility assembly and operation, enlarged functional capabilities. 4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к технике прочностных испытаний, а именно к установкам для испытания рабочих колес турбомашин на прочность. The invention relates to techniques for strength testing, and in particular to installations for testing the impellers of turbomachines for strength.

Цель изобретения - уменьшение трудоемкости сборки и эксплуатации установки и расширение ее эксплуатационных возможностей. The purpose of the invention is to reduce the complexity of the Assembly and operation of the installation and the expansion of its operational capabilities.

На фиг. 1 изображена описываемая установка, горизонтальный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1 (установка ребер в случае возбуждения изгибных форм колебаний лопаток); на фиг. 3 - то же, в случае возбуждения крутильных форм колебаний. In FIG. 1 shows the described installation, a horizontal section; in FIG. 2 - section AA in FIG. 1 (installation of ribs in the case of excitation of bending vibration modes of the blades); in FIG. 3 - the same, in the case of excitation of torsional vibration modes.

Установка содержит привод вращения испытуемого рабочего колеса 1, включающий электродвигатель или турбину и мультипликатор, опору 2 для приводного вала 3, камеру 4 для установки в ней колеса и элементы возбуждения колебаний лопаток 5 рабочего колеса. The installation includes a rotation drive of the test impeller 1, including an electric motor or a turbine and a multiplier, a support 2 for the drive shaft 3, a chamber 4 for installing wheels therein and vibration excitation elements of the blades 5 of the impeller.

Камера 4 выполнена из двух корпусных деталей: корпуса 6 и крышки 7, закрепленной на опоре 2 винтами 8. Элементы возбуждения колебаний лопаток 5 выполнены в виде отдельных радиально расположенных ребер 9 и 10, размещенных внутри камеры 4 на ее торцовых стенках 11 и 12, в которых выполнены окна 13 и 14 соответственно для ввода ребер 8 и 9 в камеру. Детали 15 (например, винты и т. п. ) для крепления ребер 9 и 10 расположены с наружной стороны камеры 4. The chamber 4 is made of two body parts: the housing 6 and the cover 7, mounted on the support 2 by screws 8. The vibration excitation elements of the blades 5 are made in the form of separate radially located ribs 9 and 10, located inside the chamber 4 on its end walls 11 and 12, in which made windows 13 and 14, respectively, for entering the ribs 8 and 9 into the chamber. Details 15 (for example, screws, etc.) for mounting the ribs 9 and 10 are located on the outside of the chamber 4.

Изобретением предусмотрено два варианта расположения ребер 9 и 10. Если по условиям испытания необходимо возбуждать изгибные формы колебаний лопаток 5 ребра 9 и 10 устанавливаются друг против друга, а если необходимо возбуждать крутильные формы колебаний ребра 10 смещаются в окружном направлении относительно ребер 9 с образованием шахматного порядка расположения ребер. The invention provides two options for the location of the ribs 9 and 10. If, according to the test conditions, it is necessary to excite the bending vibration modes of the blades 5, the ribs 9 and 10 are set against each other, and if it is necessary to excite torsional vibration forms, the ribs 10 are displaced in the circumferential direction relative to the ribs 9 with the formation of a checkerboard pattern the location of the ribs.

Установка работает следующим образом. При вращении вала 3 лопатки 5 рабочего колеса 1 работают в насосном режиме, а именно захватывают находящийся в камере 4 воздух и гонят его перед собой через межлопаточные каналы 16 в осевом и в радиальном направлениях. При установке ребер 9 и 10 друг против друга в местах их установки уменьшается проходная площадь камеры 4. Перед лопаткой 5 при прохождении пары ребер 9 и 10 образуется зона повышенного давления, а после прохождения вследствие увеличения проходной площади - зона пониженного давления. Вследствие разности давлений, действующих на каждую из лопаток 5 до и после ребер 9 и 10, каждая из лопаток получает силовой импульс, приложенный одновременно по всей высоте и ширине пера лопатки. Installation works as follows. When the shaft 3 rotates, the blades 5 of the impeller 1 operate in the pump mode, namely, they capture the air located in the chamber 4 and drive it in front of them through the interscapular channels 16 in axial and radial directions. When the ribs 9 and 10 are installed against each other in the places of their installation, the passage area of the chamber 4 decreases. In front of the blade 5, when passing a pair of ribs 9 and 10, a zone of increased pressure is formed, and after passing through an increase in the passage area, a zone of reduced pressure. Due to the pressure difference acting on each of the blades 5 before and after the ribs 9 and 10, each of the blades receives a power impulse applied simultaneously over the entire height and width of the blade feather.

Силовой импульс возбуждает изгибные лопатки. Число возбуждающих импульсов за один оборот равно числу пар ребер. При расположении ребер 9 и 10 со смещением друг относительно друга в шахматном порядке силовой импульс, возникающий при прохождении ребер 9 и 10, действует по высоте пера лопатки не на весь профиль, а поочередно на его части (входную 17 и выходную 18 кромки), закручивая лопатку 5, таким образом, поочередно то со стороны входной 17, то со стороны выходной 18 кромок и возбуждая тем самым в лопатке 7 крутильные колебания. A power impulse excites bending blades. The number of exciting pulses per revolution is equal to the number of pairs of ribs. When the ribs 9 and 10 are arranged with a staggered offset relative to each other, the force impulse arising from the passage of the ribs 9 and 10 does not act on the height of the blade blade on the entire profile, but alternately on its parts (input 17 and output 18 edges), twisting the blade 5, thus, alternately either from the input side 17, then from the output side 18 edges and thereby exciting torsional vibrations in the blade 7.

Выполнение элементов возбуждения колебаний в виде отдельных ребер, вводимых в камеру через окна, обеспечивает уменьшение трудоемкости сборки и эксплуатации установки за счет того, что ребра 9 и 10 до сборки камеры 4 могут быть смонтированы на крышке 7 и корпусе 6, а для изменения порядка расположения ребер и их количества при эксплуатации установки не требуется разборки камеры, поскольку ребра 9 и 10 могут быть легко сняты и установлены на новое место за счет крепления их с наружной стороны камеры. The implementation of the elements of the excitation of oscillations in the form of individual ribs introduced into the chamber through the windows, reduces the complexity of the Assembly and operation of the installation due to the fact that the ribs 9 and 10 to the assembly of the chamber 4 can be mounted on the cover 7 and the housing 6, and to change the arrangement ribs and their number during operation of the installation does not require disassembling the camera, since the ribs 9 and 10 can be easily removed and installed in a new place by fixing them on the outside of the camera.

Расположение деталей 15 с наружной стороны камеры предотвращает попадание их в камеру в случае разрушения. Эксплуатационные возможности описываемой установки расширены за счет того, что на ней можно проводить испытания с возбуждением не только изгибных, но и крутильных форм колебаний. (56) Авторское свидетельство СССР N 630543, кл. G 01 M 9/00, 1976. The location of the parts 15 from the outside of the chamber prevents them from entering the chamber in the event of failure. The operational capabilities of the described installation are expanded due to the fact that it is possible to carry out tests with excitation of not only bending, but also torsional vibration modes. (56) Copyright certificate of the USSR N 630543, cl. G 01 M 9/00, 1976.

Авторское свидетельство СССР N 778472, кл. G 01 M 7/00, 1978. USSR author's certificate N 778472, cl. G 01 M 7/00, 1978.

Claims

1. INSTALLATION FOR TESTING WORKING WHEELS OF TURBO MACHINES FOR STRENGTH, containing a chamber for installing the test wheel in it, a drive for its rotation and removable elements of excitation of vibrations of the wheel blades radially located inside the chamber, characterized in that, in order to reduce the complexity of assembly and operation and expand operational opportunities, the elements of excitation of the oscillations of the blades are made in the form of individual ribs placed on the end walls of the chamber.

2. Installation according to claim 1, characterized in that in the case of excitation of bending vibrational modes, the ribs are installed opposite each other.

3. Installation according to claim 1, characterized in that in the case of excitation of torsional vibration modes, the ribs located on one end wall are displaced around the circumference relative to the ribs placed on the other end wall, with the formation of a staggered arrangement of the ribs.

4. Installation according to paragraphs. 1-3, characterized in that in the end walls of the chamber there are made windows for introducing ribs through them into the chamber, and the parts for fixing the ribs are located on the outside of the chamber.