RU2411466C1 - Способ обнаружения резонансных колебаний лопаток ротора турбомашины - Google Patents
Способ обнаружения резонансных колебаний лопаток ротора турбомашины Download PDFInfo
- Publication number
- RU2411466C1 RU2411466C1 RU2009140644/28A RU2009140644A RU2411466C1 RU 2411466 C1 RU2411466 C1 RU 2411466C1 RU 2009140644/28 A RU2009140644/28 A RU 2009140644/28A RU 2009140644 A RU2009140644 A RU 2009140644A RU 2411466 C1 RU2411466 C1 RU 2411466C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- blades
- turbomachine
- determined
- speed
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к авиадвигателестроению и может быть использовано при диагностике колебаний вращающихся лопаток ротора турбомашин. Техническим результатом изобретения является повышение надежности обнаружения резонансных колебаний лопаток и расширение области использования. Технический результат достигается тем, что в способе обнаружения резонансных колебаний лопаток ротора турбомашины, при котором устанавливают датчики на неподвижных частях турбомашины, контролируют сигнал с датчика, выделяют в нем составляющую на частоте следования лопаток, следят за уменьшением ее амплитуды при увеличении частоты вращения ротора и судят о наличии резонансных колебаний, в отличие от известного, устанавливают хотя бы один датчик пульсаций давления потока, дополнительно следят за уменьшением амплитуды составляющей на частоте следования лопаток при уменьшении частоты вращения ротора, сравнивают частоты следования, определенные при увеличении и уменьшении частоты вращения ротора, и по результатам сравнения судят о наличии резонансных колебаний. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к авиадвигателестроению и может быть использовано при диагностике колебаний вращающихся лопаток роторов турбомашин.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ обнаружения резонансных колебаний лопаток роторов турбомашин (а.с. СССР №706708, G01H 13/00, G01M 7/00, опубликовано 30.12.1979), при котором устанавливают датчики (вибропреобразователи) на неподвижных частях турбомашины, контролируют сигнал с датчика, выделяют в нем составляющую на частоте следования лопаток, следят за уменьшением ее амплитуды при увеличении частоты вращения ротора и судят о наличии резонансных колебаний.
Недостаточная надежность данного способа связана с наличием в спектре анализируемого сигнала, вызванного резонансными колебаниями корпуса в месте постановки вибропреобразователя, большого количества составляющих, затрудняющих определение резонансных колебаний лопаток.
Кроме того, обнаружение резонансных колебаний лопаток ротора по данному способу для высокооборотных газотурбинных двигателей с тонкостенными корпусами и высокими частотами анализируемого сигнала является сложной технической задачей в части измерения и обработки информации.
Техническим результатом изобретения является повышение надежности обнаружения резонансных колебаний лопаток за счет использования метода прямого измерения, основанного на анализе пульсаций давления потока, для измерения которых используется датчик, не чувствительный к влиянию на получаемые результаты резонансов корпуса в месте его установки.
Дополнительным техническим результатом является расширение области использования способа для высокооборотных ГТД за счет применения современных датчиков пульсаций давления потока, позволяющих получить информацию в широком частотном диапазоне.
Технический результат достигается тем, что в способе обнаружения резонансных колебаний лопаток ротора турбомашины, при котором устанавливают датчики на неподвижных частях турбомашины, контролируют сигнал с датчика, выделяют в нем составляющую на частоте следования лопаток, следят за уменьшением ее амплитуды при увеличении частоты вращения ротора и судят о наличии резонансных колебаний, в отличие от известного, устанавливают хотя бы один датчик пульсаций давления потока, дополнительно следят за уменьшением амплитуды составляющей на частоте следования лопаток при уменьшении частоты вращения ротора, сравнивают частоты следования, определенные при увеличении и уменьшении частоты вращения ротора, и по результатам сравнения судят о наличии резонансных колебаний.
Датчик пульсаций давления потока устанавливают за рабочим колесом исследуемой ступени турбомашины.
О наличии резонансных колебаний судят, если значения частоты следования, определенные при уменьшении частоты вращения ротора, не превышают соответствующих значений частоты следования, определенных при увеличении частоты вращения ротора.
Изобретение поясняется чертежами, на которых изображено:
фиг.1 - спектр пульсаций давления потока при увеличении частоты вращения рабочего колеса турбомашины;
фиг.2 - спектр пульсаций давления потока при уменьшении частоты вращения рабочего колеса турбомашины.
Способ обнаружения резонансных колебаний лопаток ротора турбомашины осуществляют следующим образом.
Устанавливают хотя бы один датчик пульсаций давления потока на неподвижных частях турбомашины, например, на корпусе турбомашины за рабочим колесом исследуемой ступени турбомашины. Контролируют сигнал с датчика пульсаций давления потока. Выделяют в нем составляющую на частоте следования лопаток. Следят за уменьшением амплитуды этой составляющей при увеличении частоты вращения ротора и фиксируют значения частоты следования, на которых происходит уменьшение амплитуды. Дополнительно следят за уменьшением амплитуды составляющей на частоте следования лопаток при уменьшении частоты вращения ротора, и фиксируют значения частоты следования, на которых происходит уменьшение амплитуды, и сравнивают их с соответствующими значениями частоты следования, определенными при увеличении частоты вращения ротора. По результатам сравнения, если значения частоты следования, определенные при уменьшении частоты вращения ротора не превышают соответствующих значений частоты следования, определенных при увеличении частоты вращения ротора, судят о наличии резонансных колебаний лопаток роторов турбомашины.
Определяли значения частот вращения ротора турбомашины при резонансах по найденной частоте следования лопаток и известному количеству лопаток в колесе исследуемой ступени.
Пример осуществления способа.
Определяли резонансные колебания рабочих лопаток моноколеса вентилятора ГТД с числом лопаток 13 по информации с датчика пульсаций давления потока Kulite, установленного за рабочих колесом, при увеличении и уменьшении частоты вращения ротора.
Предварительно с помощью резонансной диаграммы (диаграммы Кэмпбелла) определяли частоты вращения ротора турбомашины, на которых ожидали появление резонансных колебаний.
Устанавливали датчик пульсаций давления потока на корпусе турбомашины за рабочим колесом исследуемой ступени турбомашины. Контролировали сигнал с датчика пульсаций давления потока, выделяли в нем составляющую на частоте следования лопаток и следили за уменьшением амплитуды этой составляющей при увеличении частоты вращения ротора (фиг.1). Определили значения частот следования, на которых происходило уменьшение амплитуды составляющей:
fсл1-1=7363 Гц, fcл2-1=7793 Гц, fсл3-1=8770 Гц.
Дополнительно контролировали сигнал с датчика пульсаций давления потока при уменьшении частоты вращения ротора, выделяли в нем составляющую на частоте следования лопаток и следили за уменьшением ее амплитуды (фиг.2). Определили значения частот следования, на которых происходило уменьшение амплитуды составляющей:
fсл1-2=7344 Гц, fcл2-2=7754 Гц, fсл3-2=8770 Гц.
Производили сравнение значений частот следования, определенных при увеличении частоты вращения ротора, и соответствующих им, определенных при уменьшении частоты вращения:
fcл1-2<fсл1-1 (7344 Гц<7363 Гц);
fcл2-2<fсл2-1 (7754 Гц<7793 Гц);
fcл3-2<fсл3-1 (8770 Гц=8770 Гц).
Из фиг.1 и 2 видно, что значения частот следования лопаток, определенные при снижении частоты вращения не превышают (равны или меньше) значений, определенных при наборе оборотов. Уменьшение значений объясняется изменением модуля упругости при изменении температуры на разных режимах работы ГТД (при нагреве лопатки происходит снижение ее резонансной частоты колебаний). Эту зависимость целесообразно использовать для уточнения резонансных режимов, определенных при увеличении частоты вращения.
Если значения частот следования, определенные при уменьшении частоты вращения, не превышали соответствующих значений частот следования, определенных при увеличении частоты вращения ротора, судили о наличии резонансных колебаний.
Определяли значения частот вращения ротора турбомашины при резонансах по найденной частоте следования лопаток и известному количеству лопаток в колесе исследуемой ступени. Расхождение при сравнении с расчетными значениями, определенными по резонансной диаграмме (диаграмме Кэмпбэлла), не превышало 5%.
Изобретение позволяет надежно обнаруживать резонансные колебания лопаток роторов газотурбинных двигателей различного класса тяги. Способ также позволяет экспериментально уточнить результаты расчетов резонансных частот колебаний, для некоторых ГТД, для которых экспериментальное их определение с помощью тензометрирования невозможно (конструкция турбомашины не позволяет установить токосъемник, вывести препарацию и пр.).
Claims (3)
1. Способ обнаружения резонансных колебаний лопаток ротора турбомашины, при котором устанавливают датчики на неподвижных частях турбомашины, контролируют сигнал с датчика, выделяют в нем составляющую на частоте следования лопаток, следят за уменьшением ее амплитуды при увеличении частоты вращения ротора и судят о наличии резонансных колебаний, отличающийся тем, что устанавливают хотя бы один датчик пульсаций давления потока, дополнительно следят за уменьшением амплитуды, составляющей на частоте следования лопаток при уменьшении частоты вращения ротора, сравнивают частоты следования, определенные при увеличении и уменьшении частоты вращения ротора, и по результатам сравнения судят о наличии резонансных колебаний.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что датчик пульсаций давления потока устанавливают за рабочим колесом исследуемой ступени турбомашины.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что о наличии резонансных колебаний судят, если значения частоты следования, определенные при уменьшении частоты вращения ротора, не превышают соответствующих значений частоты следования, определенных при увеличении частоты вращения ротора.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009140644/28A RU2411466C1 (ru) | 2009-11-02 | 2009-11-02 | Способ обнаружения резонансных колебаний лопаток ротора турбомашины |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009140644/28A RU2411466C1 (ru) | 2009-11-02 | 2009-11-02 | Способ обнаружения резонансных колебаний лопаток ротора турбомашины |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2411466C1 true RU2411466C1 (ru) | 2011-02-10 |
Family
ID=46309326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009140644/28A RU2411466C1 (ru) | 2009-11-02 | 2009-11-02 | Способ обнаружения резонансных колебаний лопаток ротора турбомашины |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2411466C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2614458C1 (ru) * | 2016-02-11 | 2017-03-28 | Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" | Способ диагностики форм резонансных колебаний лопаток рабочего колеса турбомашины |
| RU2668358C1 (ru) * | 2017-11-17 | 2018-09-28 | Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") | Способ обнаружения резонансных колебаний ротора газотурбинного двигателя |
| RU2678511C1 (ru) * | 2018-02-19 | 2019-01-29 | Публичное Акционерное Общество "Одк-Сатурн" | Способ проведения резонансных испытаний рабочих лопаток в составе турбомашины |
-
2009
- 2009-11-02 RU RU2009140644/28A patent/RU2411466C1/ru active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2614458C1 (ru) * | 2016-02-11 | 2017-03-28 | Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" | Способ диагностики форм резонансных колебаний лопаток рабочего колеса турбомашины |
| RU2668358C1 (ru) * | 2017-11-17 | 2018-09-28 | Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") | Способ обнаружения резонансных колебаний ротора газотурбинного двигателя |
| RU2678511C1 (ru) * | 2018-02-19 | 2019-01-29 | Публичное Акционерное Общество "Одк-Сатурн" | Способ проведения резонансных испытаний рабочих лопаток в составе турбомашины |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2449252C2 (ru) | Способ обнаружения повреждения опорного подшипника качения двигателя | |
| JP5190464B2 (ja) | 非接触ブレード振動測定方法 | |
| KR100304466B1 (ko) | 축류압축기의진동들뜸을모니터하기위한프로세스및장치 | |
| EP2547893B1 (en) | Determining fan parameters through pressure monitoring | |
| EP1734354A2 (en) | Engine status detection with external microphone | |
| RU2395068C2 (ru) | Способ диагностики колебаний рабочего колеса турбомашины | |
| US7677090B2 (en) | Method and device for determining the occurrence of rotating stall in a compressor's turbine blade II | |
| US6932560B2 (en) | Apparatus and method for detecting an impact on a rotor blade | |
| JP5323931B2 (ja) | ターボジェットロータの角度位置を決定する方法およびシステム | |
| JPH08503757A (ja) | 圧縮機を監視し制御するための方法及び装置 | |
| RU2287141C2 (ru) | Способ диагностики колебаний рабочего колеса турбомашины | |
| RU2411466C1 (ru) | Способ обнаружения резонансных колебаний лопаток ротора турбомашины | |
| RU2451279C1 (ru) | Способ диагностики резонансных колебаний лопаток рабочего колеса в составе осевой турбомашины | |
| RU2402751C1 (ru) | Способ диагностики вида аэроупругих колебаний рабочих лопаток осевой турбомашины | |
| RU2296970C2 (ru) | Способ диагностики автоколебаний рабочего колеса турбомашины (варианты) | |
| Fan et al. | Research on running status monitoring and rotating blade crack detection of large-scale centrifugal compressor based on blade tip timing technique | |
| CN111174903B (zh) | 一种透平机械故障的诊断方法 | |
| CN113358210B (zh) | 一种基于压力脉动的增压器涡轮叶片振动监测方法 | |
| US10119419B2 (en) | Method for determining bearing play of exhaust-gas-turbocharger friction bearings | |
| RU2623856C1 (ru) | Способ повышения эффективности диагностики дисков авиационных газотурбинных двигателей | |
| RU2678511C1 (ru) | Способ проведения резонансных испытаний рабочих лопаток в составе турбомашины | |
| RU2411484C1 (ru) | Способ диагностики автоколебаний рабочего колеса турбомашины | |
| RU2598983C1 (ru) | Способ диагностики вида колебаний рабочих лопаток осевой турбомашины | |
| RU2812379C1 (ru) | Способ диагностики технического состояния газотурбинного двигателя | |
| CN114981633A (zh) | 用于监测飞行器的涡轮发动机上的旋转轴的扭转的方法 |