RU2480729C1 - Test bench for rotating elements of machine structures - Google Patents

Test bench for rotating elements of machine structures Download PDF

Info

Publication number
RU2480729C1
RU2480729C1 RU2011141179/28A RU2011141179A RU2480729C1 RU 2480729 C1 RU2480729 C1 RU 2480729C1 RU 2011141179/28 A RU2011141179/28 A RU 2011141179/28A RU 2011141179 A RU2011141179 A RU 2011141179A RU 2480729 C1 RU2480729 C1 RU 2480729C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
shaft
housing
test
drive
unit
Prior art date
Application number
RU2011141179/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Владимирович Кикоть
Геннадий Иванович Колобов
Игорь Емельянович Уваров
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") filed Critical Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн")
Priority to RU2011141179/28A priority Critical patent/RU2480729C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2480729C1 publication Critical patent/RU2480729C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.SUBSTANCE: working assembly includes the tested rotary element, possibility of investigating rotary elements of machines at various offsets/deformations of the stator and the rotor relative to each other, which appear at operation of machines, creation of a multipurpose test bench for all types of rotary elements (seals, bearings, friction pairs, etc.) of machine structure. The test bench for rotary elements of the machine structures consists of a drive unit including the drive unit housing, a shaft installed on bearings, the ends of which go beyond the limits of the drive unit housing, the drive connected to one of the shaft ends of the tested unit, which includes the housing of the tested unit, the shaft, the tested element fixed on the shaft and in the housing of the tested unit, which are identical to the housing, the shaft, the rotary element, which are used in actual machine structure. One of the shaft ends goes beyond the limits of the housing; at that, shafts of drive and tested units are connected to each other by means of a detachable connection (for example by means of flanges connected to each other with screws) with formation of a single shaft, housings of the drive and tested units are connected to each other with a detachable connection (for example by means of flanges with screws), with possibility of radial and/or angular and/or axial offset of the housing of the tested unit relative to the drive unit housing.EFFECT: full simulation on the proposed bench of the working assembly.11 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к лабораторно-испытательной технике, а именно к установкам для исследования и доводки вращающихся элементов конструкции машин, преимущественно, газотурбинных двигателей.The invention relates to the field of mechanical engineering, in particular to laboratory testing equipment, and in particular to installations for research and development of rotating structural elements of machines, primarily gas turbine engines.

Известен стенд для испытания вращающихся контактных уплотнений с испытательной камерой, состоящей из корпуса, крышек, вала, подшипников, испытываемого узла уплотнения (RU 2193176 С1, МПК 7 G01M 13/00, опубл. 20.11.02).A known bench for testing rotating contact seals with a test chamber consisting of a housing, covers, shaft, bearings, the tested seal assembly (RU 2193176 C1, IPC 7 G01M 13/00, publ. 20.11.02).

Недостатками известной установки являются:The disadvantages of the known installation are:

- данная установка не позволяет наиболее полно имитировать нагрузки, испытываемые вращающимися элементами при работе машин;- this installation does not allow the most complete simulation of the loads experienced by rotating elements during operation of the machines;

- отсутствие возможности испытания вращающихся элементов при различных смещениях статора и ротора относительно друг друга, возникающих при работе машины;- the inability to test rotating elements at various displacements of the stator and rotor relative to each other arising from the operation of the machine;

- известная установка предназначена для испытания только контактных уплотнений одного типоразмера, для испытания других вращающихся элементов конструкции машин необходимо собирать новую испытательную камеру.- the known installation is intended for testing only contact seals of one size, for testing other rotating structural elements of machines it is necessary to assemble a new test chamber.

Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленной установки, является:The technical result achieved by using the claimed installation is:

- полная имитация на заявленной установке рабочего узла, в который входит испытуемый вращающийся элемент;- full imitation on the claimed installation of the working unit, which includes the test rotating element;

- возможность исследования вращающихся элементов машин при различных смещениях/перекосах статора и ротора относительно друг друга, возникающих при работе машин;- the ability to study the rotating elements of machines at various displacements / distortions of the stator and rotor relative to each other arising from the operation of the machines;

- создание универсальной установки для испытания всех видов вращающихся элементов (уплотнений, подшипников, пар трения и т.д.) конструкции машин.- creation of a universal installation for testing all types of rotating elements (seals, bearings, friction pairs, etc.) of the machine design.

Указанный технический результат достигается тем, что установка для испытания вращающихся элементов конструкции машин состоит из приводного блока, включающего корпус приводного блока, вал, установленный на подшипниках, концы которого выходят за пределы корпуса приводного блока, привод, соединенный с одним из концов вала, испытуемого блока, включающего корпус испытуемого блока, вал, испытуемый элемент, закрепленный на валу и в корпусе испытуемого блока, выполненные идентичными корпусу, валу, вращательному элементу, используемым в конструкции реальной машины, при этом один из концов вала выходит за пределы корпуса, причем валы приводного и испытуемого блоков соединены между собой разъемным соединением (например, посредством фланцев, соединенных между собой винтами), с образованием единого вала, корпуса приводного и испытуемого блоков соединены между собой разъемным соединением (например, посредством фланцев с винтами), с возможностью радиального и/или углового и/или осевого смещения корпуса испытуемого блока относительно корпуса приводного блока.The specified technical result is achieved by the fact that the installation for testing rotating structural elements of machines consists of a drive unit, including a drive unit housing, a shaft mounted on bearings, the ends of which extend outside the drive unit housing, a drive connected to one of the shaft ends of the unit under test including the body of the test block, the shaft, the test element mounted on the shaft and in the body of the test block, made identical to the body, shaft, rotational element used in the design parts of a real machine, while one of the shaft ends extends beyond the housing, and the shafts of the drive and the tested blocks are interconnected by a detachable connection (for example, by means of flanges interconnected by screws), with the formation of a single shaft, the housing of the drive and the tested blocks are connected between a detachable connection (for example, through flanges with screws), with the possibility of radial and / or angular and / or axial displacement of the housing of the test block relative to the housing of the drive unit.

Вышеприведенная конструкция заявленной установки позволяет имитировать при исследовании вращающихся элементов машин фактические условия их работы в составе машины, т.к. испытательный блок заявленной установки фактически является реальным узлом машины, при этом, возможно испытывать вращающиеся элементы машин при различных смещениях/перекосах статора относительно ротора, возникающих при работе реальной машины, кроме того, заявленная установка предназначена для исследования все видов и типов вращающихся элементов машин, благодаря возможности быстрой замены одного испытательного блока на другой.The above design of the claimed installation allows you to simulate in the study of rotating elements of machines the actual conditions of their work as part of the machine, because the test unit of the claimed installation is actually a real machine unit, while it is possible to test the rotating elements of the machines at various displacements / distortions of the stator relative to the rotor arising from the operation of a real machine, in addition, the claimed installation is designed to study all types and types of rotating elements of machines, thanks to the ability to quickly replace one test unit with another.

В частных случаях реализации заявленной установкиIn special cases, the implementation of the claimed installation

В месте соединения корпусов приводного и испытуемого блоков установлена проставка, причем рабочие поверхности проставки, контактирующие с поверхностями фланцев, с помощью которых соединены корпуса приводного и испытуемого блоков, могут быть выполнены как параллельными друг другу, так и под углом друг к другу, что и позволяет задавать вышеупомянутые различные смещения/перекосы оси статора относительно оси ротора.A spacer is installed at the junction of the drive and test block housings, and the spacer working surfaces in contact with the flange surfaces, with which the drive and test block housings are connected, can be made parallel to each other or at an angle to each other, which allows set the aforementioned various displacements / skews of the stator axis relative to the rotor axis.

В корпусе приводного блока может быть выполнена система подачи масла к подшипникам (для их охлаждения), на которых установлен вал, и отвода масла из корпуса приводного блока.In the housing of the drive unit can be made a system of oil supply to the bearings (for cooling), on which the shaft is mounted, and drain oil from the housing of the drive unit.

В корпусе испытуемого блока могут быть выполнены: система подогрева вала, система подачи и отвода холодного или горячего сжатого воздуха, что позволяет создавать в корпусе испытуемого блока необходимое давление и температуру, имитирующие температуру и давление при различных режимах работы машин.In the case of the test block, the following can be performed: a shaft heating system, a system for supplying and discharging cold or hot compressed air, which allows creating the necessary pressure and temperature in the case of the test block that simulate temperature and pressure under various operating conditions of the machines.

Испытуемый блок может дополнительно содержать систему подачи масла к испытуемому элементу и отвода масла в мерные емкости, для возможности определения расходов масла по полостям исследуемой опоры машины.The test unit may further comprise a system for supplying oil to the test element and for draining the oil into measuring tanks, in order to be able to determine the oil flow rates from the cavities of the machine support under study.

Испытуемый блок может дополнительно содержать контрольно-измерительные приборы для измерения температурного и прочностного состояния испытуемого образца.The test unit may additionally contain instrumentation for measuring the temperature and strength state of the test sample.

Установка может содержать прибор для замера частоты вращения вала, установленный на валу.The installation may include a device for measuring the frequency of rotation of the shaft mounted on the shaft.

Установка может дополнительно содержать датчики вибрации, закрепленные на корпусе.The installation may further comprise vibration sensors mounted on the housing.

Привод вала включает в себя реверсивный электродвигатель с регулировкой частоты вращения вала.The shaft drive includes a reversible electric motor with adjustable shaft speed.

На фигуре 1 пример конкретного выполнения заявленной установки, а именно продольный разрез установки для испытания торцевого графитового уплотнения при полной имитации работы упомянутого уплотнения в составе машины.The figure 1 is an example of a specific implementation of the claimed installation, namely a longitudinal section of the installation for testing the end graphite seal with a complete simulation of the operation of the said seal in the machine.

На фигуре 2 представлен пример конкретного выполнения заявленной установки, а именно продольный разрез установки для испытания опор машин и определения расходов масла в них, при полной имитации работы упомянутой опоры в составе машины.The figure 2 presents an example of a specific implementation of the claimed installation, namely a longitudinal section of the installation for testing the supports of machines and determine the oil flow in them, with a complete simulation of the operation of the mentioned supports in the machine.

На фигурах 3 и 4 представлены выносные элементы Д и Е, указанные на фигурах 1, 2, а именно средства крепления корпусов (стык В) и валов (стык Г) приводного и испытуемого блоков соответственно.In figures 3 and 4 presents the external elements D and E, indicated in figures 1, 2, namely, the means of fastening the bodies (joint B) and shafts (joint G) of the drive and the test blocks, respectively.

Установка состоит из приводного и испытуемого блоков, которые, как правило, установлены на стенде (на чертежах не показан). Приводной блок включает в себя корпус 1 приводного блока, вал 2 приводного блока, установленный на подшипниках 3, концы которого выходят за пределы корпуса 1 приводного блока, привод (на чертежах не показан), соединенный с одним из концов вала 2 приводного блока.The installation consists of drive and test blocks, which are usually mounted on a stand (not shown in the drawings). The drive unit includes a drive unit housing 1, a drive unit shaft 2 mounted on bearings 3, the ends of which extend beyond the drive unit housing 1, an actuator (not shown in the drawings) connected to one end of the drive unit shaft 2.

Испытуемый блок включает в себя корпус 4 испытуемого блока, вал 5 испытуемого блока, один из концов которого выходит за пределы корпуса 4 испытуемого блока, испытуемый элемент, представляющий собой контактное уплотнение, подшипник, пару трения и т.п., закрепленный на валу 5 (роторе) и корпусе 4 (статоре) испытуемого блока.The test block includes the casing 4 of the test block, the shaft 5 of the test block, one of the ends of which extends beyond the casing 4 of the test block, the test element, which is a contact seal, a bearing, a friction pair, etc., mounted on the shaft 5 ( rotor) and housing 4 (stator) of the test block.

Следует отметить, что в случае испытания уплотнений узел испытуемого элемента состоит из контактной втулки 6, графитного кольца 7 с осевыми пружинами 8 для нагружения графитового кольца 7 (см. фиг.1), а в случае испытания опор машины узел испытуемого элемента состоит из подшипника 9 с втулкой 10 (см. фиг.2).It should be noted that in the case of testing seals, the assembly of the test element consists of a contact sleeve 6, a graphite ring 7 with axial springs 8 for loading the graphite ring 7 (see Fig. 1), and in the case of testing the supports of the machine, the assembly of the test element consists of a bearing 9 with a sleeve 10 (see figure 2).

Корпус 4 испытуемого блока, вал 5, испытуемый элемент выполнены идентичными корпусу, валу, вращательному элементу, используемым в конструкции реальной машины, причем один из концов вала 5 испытуемого блока выходит за пределы корпуса 4.The housing 4 of the test block, shaft 5, the test element is identical to the body, shaft, rotational element used in the construction of a real machine, and one of the ends of the shaft 5 of the test block extends beyond the housing 4.

Валы 2, 5 приводного и испытуемого блоков, а также корпуса 1, 4 приводного и испытуемого блоков выполнены с возможностью разъемного соединения (по стыкам В и Г соответственно), причем валы 2, 5 приводного и испытуемого блоков соединяются с образованием единого вала посредством фланцев 11 и 12 с винтами 13 (см. выносной элемент Е на фиг.4), корпуса 1, 4 приводного и испытуемого блоков соединяются с возможностью радиального и/или углового и/или осевого смещения корпуса испытуемого блока 1 относительно корпуса 4 приводного блока, посредством фланцев 14 и 15 с винтами 16 и проставки 17, установленной между фланцами 14 и 15 (см. выносной элемент Д на фиг.3).The shafts 2, 5 of the drive and the test blocks, as well as the housing 1, 4 of the drive and the test blocks are made with the possibility of detachable connection (at the joints B and D, respectively), and the shafts 2, 5 of the drive and the test blocks are connected to form a single shaft through the flanges 11 and 12 with screws 13 (see remote control E in FIG. 4), the drive unit 1 and 4 of the drive unit and the test unit are connected with the possibility of radial and / or angular and / or axial displacement of the case of the test unit 1 relative to the drive unit 4, by means of flanges 14 and 15 with screws 16 and spacers 17 mounted between the flanges 14 and 15 (see remote element D in figure 3).

В корпусе 1 приводного блока выполнена система подачи масла к подшипникам, на которых установлен вал 2, и отвода масла из корпуса 1 приводного блока, включающая последовательно соединенные штуцер 18 для подачи масла, осевые каналы 19, форсунки 20, 21 для подачи масла к подшипникам, масляную полость 22 с крышкой 23, в которой выполнено окно 24, штуцер 25 для отвода масла.In the housing 1 of the drive unit, a system for supplying oil to the bearings on which the shaft 2 is mounted, and for discharging oil from the housing 1 of the drive unit, including serially connected fitting 18 for supplying oil, axial channels 19, nozzles 20, 21 for supplying oil to the bearings, oil cavity 22 with a cover 23, in which a window 24 is made, a fitting 25 for draining oil.

В корпусе 4 испытуемого блока могут быть выполнены: система подогрева вала (в случае испытания торцевого контактного графитового уплотнения), а также система подачи и отвода горячего или холодного сжатого воздуха.In the housing 4 of the test block can be performed: a shaft heating system (in the case of testing the end contact graphite seal), as well as a system for supplying and discharging hot or cold compressed air.

Система подогрева вала (см. фиг.1) включает в себя штуцер 26 для подвода (например, от нагревателя, установленного на стенде) горячего воздуха к валу 5 и штуцер 27 для отвода горячего воздуха.The shaft heating system (see Fig. 1) includes a nozzle 26 for supplying (for example, from a heater mounted on a stand) hot air to the shaft 5 and a nozzle 27 for venting hot air.

Система подачи и отвода холодного или горячего сжатого воздуха может иметь различное конструктивное выполнение в зависимости от вида испытуемого элемента, например при испытании торцевого контактного графитового уплотнения (фиг.1) система подачи и отвода холодного или горячего сжатого воздуха включает в себя штуцер 28 для подачи холодного или горячего сжатого воздуха (например, от источника, находящегося на стенде) в полость 29, образованную перегородками 30, 31. Полость 29 сообщается с полостью 32 посредством лабиринтного уплотнения 33, полость 32 сообщается с полостью 34, которая сообщена с патрубком 35 для отвода холодного или горячего сжатого воздуха в атмосферу.The system for supplying and discharging cold or hot compressed air can have a different design depending on the type of element being tested, for example, when testing an end contact graphite seal (Fig. 1), the system for supplying and discharging cold or hot compressed air includes a nozzle 28 for supplying cold or hot compressed air (for example, from a source located on the stand) into the cavity 29 formed by the partitions 30, 31. The cavity 29 communicates with the cavity 32 by means of a labyrinth seal 33, strips s 32 communicates with a cavity 34 which communicates with a pipe 35 for discharging cold or hot compressed air into the atmosphere.

При определении расходов масла в опорах машин (см. фиг.2) система подачи и отвода холодного или горячего сжатого воздуха (например, от источника, находящегося на стенде) включает в себя воздухопроводящие полости 36, 37, сообщенные с полостями 38, 39, 40. Полость 38 сообщена с полостью 39 при помощи лабиринтного уплотнения 41, полость 39 сообщена с полостью 40 при помощи лабиринтного уплотнения 42.When determining the oil flow in the supports of machines (see figure 2), the supply and exhaust system of cold or hot compressed air (for example, from a source located on the stand) includes air-conducting cavities 36, 37, communicated with cavities 38, 39, 40 The cavity 38 is in communication with the cavity 39 by means of a labyrinth seal 41, the cavity 39 is communicated with the cavity 40 by means of a labyrinth seal 42.

В случае испытания опор машин испытуемый блок может содержать систему подачи масла к испытуемому элементу и отвода масла в мерные емкости (см. фиг.2), включающую в себя штуцер 43 для подачи масла, на конце которого выполнена форсунка 44, сообщенный с осевыми каналами 45 в валу 5, а также с полостью 40, осевые каналы 45 сообщены с полостями 38, 39, разделенными между собой лабиринтным уплотнением 41, полости 38, 39, 40 сообщены с соответствующими мерными емкостями (на чертежах не показаны) посредством штуцеров 47. Полость 36 сообщена с полостью 38 при помощи лабиринтного уплотнения 48.In the case of testing the supports of the machines, the test block may include a system for supplying oil to the test element and for draining oil into measuring tanks (see Fig. 2), which includes a nozzle 43 for supplying oil, at the end of which a nozzle 44 is connected with axial channels 45 in the shaft 5, as well as with the cavity 40, the axial channels 45 are in communication with the cavities 38, 39 separated by a labyrinth seal 41, the cavities 38, 39, 40 are in communication with the corresponding measuring containers (not shown) by means of fittings 47. Cavity 36 communicated with cavity 38 using a lab rintnogo seal 48.

В случае испытания уплотнений через форсунку 49 осуществляется подача масла для охлаждения контактной втулки 6 (см. фиг.1).In the case of testing the seals through the nozzle 49, oil is supplied to cool the contact sleeve 6 (see figure 1).

Испытуемый блок содержит контрольно-измерительные приборы для измерения температурного и прочностного состояния испытуемого элемента, в частности температуры и напряжений контактных втулок 6, 10 (фиг.1, 2 соответственно), выполненные в виде термопар, тензодатчиков и токосъемника (на чертежах не показаны), соединенных с регистрирующей аппаратурой стенда.The test block contains instrumentation for measuring the temperature and strength state of the test element, in particular the temperature and voltage of the contact sleeves 6, 10 (Fig.1, 2, respectively), made in the form of thermocouples, strain gauges and current collector (not shown in the drawings), connected to the recording equipment of the stand.

Установка также содержит прибор для замера частоты вращения вала, например индуктор (на чертежах не показан), установленный на валу 2 приводного блока.The installation also includes a device for measuring the frequency of rotation of the shaft, for example an inductor (not shown in the drawings) mounted on the shaft 2 of the drive unit.

На корпусе приводного блока установлены датчики вибрации (на чертежах не показаны) в вертикальной и горизонтальной плоскостях.Vibration sensors (not shown in the drawings) are installed on the housing of the drive unit in the vertical and horizontal planes.

Привод вала включает в себя реверсивный электродвигатель (на чертежах не показан) с регулировкой вращения вала, предусмотренной программой испытания.The shaft drive includes a reversible electric motor (not shown in the drawings) with adjustment of the shaft rotation provided by the test program.

Далее, рассмотрим один из примеров работы, в частности работу установки для испытания торцевого графитового уплотнения (узел испытуемого элемента состоит из контактной втулки 6, графитного кольца 7 с осевыми пружинами 8 для нагружения графитового кольца 7 (см. фиг.1).Next, we consider one example of work, in particular, the operation of the installation for testing an end graphite seal (the unit of the element under test consists of a contact sleeve 6, a graphite ring 7 with axial springs 8 for loading the graphite ring 7 (see Fig. 1).

Вначале присоединяют испытуемый блок, имитирующий реальный узел машины, к приводному блоку по стыкам В (корпус-корпус) и Г (вал-вал) посредством выполненных на корпусах и валах соответствующих фланцев винтами. Затем винтами 16, соединяющими корпуса блоков, имитируют смещение/перекос корпуса 4 испытуемого блока относительно корпуса 1 приводного блока, предварительно установив между фланцами 14, 15 корпусов подходящую проставку 17 (см. фиг.3).First, the test block simulating the real machine assembly is connected to the drive unit at the joints B (body-to-body) and G (shaft-to-shaft) by means of screws made on the bodies and shafts of the corresponding flanges. Then, the screws 16 connecting the block bodies simulate the displacement / skew of the block 4 of the test block relative to the block 1 of the drive block, having previously installed a suitable spacer 17 between the flanges 14, 15 of the blocks (see FIG. 3).

Затем через форсунку 49 осуществляют подачу масла для охлаждения контактной втулки 6.Then, through the nozzle 49, oil is supplied to cool the contact sleeve 6.

Далее, через штуцер 18 подают масло в осевые каналы 19, через форсунки 20, 21 масло попадает в масляную полость 22, в которой расположены подшипники 3, на которых установлен вал 2 приводного блока, далее масло стекает через окно 24 крышки 23 масляной полости 22 и выводится через штуцер 25 из корпуса установки.Further, through the nozzle 18, oil is supplied to the axial channels 19, through the nozzles 20, 21, the oil enters the oil cavity 22, in which the bearings 3 are located, on which the drive unit shaft 2 is mounted, then the oil flows through the window 24 of the cover 23 of the oil cavity 22 and is discharged through the fitting 25 from the installation housing.

Через штуцер 28 (например, от источника, находящегося на стенде) сжатый воздух необходимой температуры (для имитации среды в узле с вращающимся элементом при работе реальной машины) подается в полость 29, образованную перегородками 30, 31, подпирая при этом испытуемое уплотнение, исключая тем самым попадание масла из масляной полости 22 в полость 29. Воздух из полости 29, через лабиринтное уплотнение 33, попадает в полость 32, затем в полость 34, а затем суфлируется в атмосферу через патрубок 35. Одновременно с этим, через штуцер 26 подается воздух нужной температуры к валу 5 (для имитации среды в узле с вращающимся элементом при работе реальной машины), далее воздух выводится из установки через штуцер 27.Through the nozzle 28 (for example, from a source located on the stand), compressed air of the required temperature (to simulate a medium in a unit with a rotating element during operation of a real machine) is supplied to a cavity 29 formed by partitions 30, 31, supporting the test seal, excluding the ingress of oil from the oil cavity 22 into the cavity 29. The air from the cavity 29, through the labyrinth seal 33, enters the cavity 32, then into the cavity 34, and then is vented into the atmosphere through the pipe 35. At the same time, the desired air is supplied through the nozzle 26temperature to the shaft 5 (to simulate a medium in a node with a rotating element during operation of a real machine), then air is removed from the installation through the fitting 27.

Далее, запускается электродвигатель, общий вал начинает вращаться с определенной частотой, замеряемой индуктором. При этом температура и напряжения контактной втулки 6 и вала 5 при помощи термопар, тензодатчиков и токосъемника (на чертеже не показаны) фиксируются на регистрирующей аппаратуре стенда.Next, the electric motor starts, the common shaft starts to rotate at a certain frequency, measured by the inductor. In this case, the temperature and voltage of the contact sleeve 6 and shaft 5 using thermocouples, strain gauges and a current collector (not shown in the drawing) are fixed on the recording equipment of the stand.

При помощи данной установки определяются величина износа графитового кольца 7 и его доводка в условиях имитации нагрузок, которым может подвергаться испытуемый элемент при работе реальной машины, а также температурное состояние, величины напряжений в контактной втулке 7 и на валу 5, возможности изменения этой температуры и напряжений регулированием осевых сил пружин.Using this installation, the amount of wear of the graphite ring 7 and its refinement under conditions of simulating the loads that the test element can be subjected to when operating a real machine, as well as the temperature state, stress values in the contact sleeve 7 and on the shaft 5, the possibility of changing this temperature and stresses are determined regulation of axial forces of springs.

Далее, рассмотрим еще один пример работы, в частности работу установки для испытания опор машин и определения расходов масла в них (узел испытуемого элемента состоит из подшипника 9 с втулкой 10, см. фиг.2).Next, we consider another example of work, in particular, the operation of the installation for testing the supports of machines and determining the oil consumption in them (the unit of the test element consists of a bearing 9 with a sleeve 10, see figure 2).

Вначале присоединяют испытуемый блок, имитирующий реальный узел машины, к приводному блоку по стыкам В (корпус-корпус) и Г (вал-вал) посредством выполненных на корпусах и валах соответствующих фланцев винтами. Затем винтами 16, соединяющими корпуса блоков, имитируют смещение/перекос корпуса 4 испытуемого блока относительно корпуса 1 приводного блока, предварительно установив между фланцами 14, 15 корпусов подходящую проставку 17 (см. фиг.3).First, the test block simulating the real machine assembly is connected to the drive unit at the joints B (body-to-body) and G (shaft-to-shaft) by means of screws made on the bodies and shafts of the corresponding flanges. Then, the screws 16 connecting the block bodies simulate the displacement / skew of the block 4 of the test block relative to the block 1 of the drive block, having previously installed a suitable spacer 17 between the flanges 14, 15 of the blocks (see FIG. 3).

Далее, через штуцер 18 подают масло в осевые каналы 19, через форсунки 20, 21 масло попадает в масляную полость 22, в которой расположены подшипники 3, на которых установлен вал 2 приводного блока, далее масло стекает через окно 24 крышки 23 и выводится через штуцер 25 из корпуса установки.Further, through the nozzle 18, oil is supplied to the axial channels 19, through the nozzles 20, 21, the oil enters the oil cavity 22, in which the bearings 3 are located, on which the drive unit shaft 2 is mounted, then the oil flows through the window 24 of the cover 23 and is discharged through the nozzle 25 from the installation enclosure.

Далее, через полости 36, 37 подается сжатый воздух необходимой температуры, в полости 38, 39, 40 для имитации среды в узле с вращающимся элементом при работе реальной машины, а также для подпора лабиринтных уплотнений 41, 42, которые перекрывают каналы, соединяющие полости 38, 39, а также 39, 40.Further, compressed air of the required temperature is supplied through the cavities 36, 37, in the cavities 38, 39, 40 to simulate the medium in a unit with a rotating element during operation of a real machine, as well as to support the labyrinth seals 41, 42, which overlap the channels connecting the cavities 38 , 39, and also 39, 40.

Затем через штуцер 43 и форсунку 44 подается масло на поверхность ротора, с расположенными на ней входами в осевые каналы 45, расположенные в валу 5, далее, основная часть масла проходит в осевые каналы 45, а оставшееся масло отражается от поверхности ротора и стекает в полость 40, данное масло считается неиспользованным для смазки и охлаждения подшипника 9 и втулки 10. Часть масла из каналов 45 поступает в полость 39 на охлаждение подшипника 9, а остальное масло по продолжению осевых каналов 45 поступает в полость 38 на охлаждение втулки 10. Уплотнение 48, разделяющее полости 36 и 38, служит для разделения расходов масла, поступившего на подшипник 9 и на втулку 10.Then, through the nozzle 43 and the nozzle 44, oil is supplied to the surface of the rotor, with its entrances to the axial channels 45 located in the shaft 5, then the main part of the oil passes into the axial channels 45, and the remaining oil is reflected from the surface of the rotor and flows into the cavity 40, this oil is considered unused for lubrication and cooling of the bearing 9 and the sleeve 10. Some of the oil from the channels 45 enters the cavity 39 for cooling the bearing 9, and the rest of the oil, along the extension of the axial channels 45, enters the cavity 38 for cooling the sleeve 10. Seal 48, separating the cavity 36 and 38, is used to separate the flow of oil received on the bearing 9 and the sleeve 10.

Из полостей 38, 39 и 40 через штуцера 47 масло сливается в соответствующие мерные емкости (на чертеже не показаны), где и определяются расходы масла.From the cavities 38, 39 and 40, through the nozzle 47, the oil is discharged into the corresponding measured containers (not shown in the drawing), where the oil consumption is determined.

При помощи данной установки определяются расходы масла по полостям, в условиях имитации нагрузок, которым может подвергаться испытуемая опора при работе реальной машины, зависимость этих расходов от подаваемого расхода масла из форсунки и от геометрии каналов на валу и их доводка для определения наиболее оптимального распределения расходов масла по полостям исследуемой опоры машины, а также возможности по уменьшению количества масла, сливаемого от вращающихся деталей ротора.With the help of this installation, the oil flow rates in the cavities are determined, under conditions of simulating the loads that the test bearing can be subjected to when operating a real machine, the dependence of these costs on the supplied oil flow rate from the nozzle and on the geometry of the channels on the shaft and their refinement to determine the most optimal distribution of oil flow rates on the cavities of the machine support under study, as well as the ability to reduce the amount of oil drained from the rotating parts of the rotor.

Claims (11)

1. Установка для испытания вращающихся элементов конструкции машин, состоящая из приводного блока, включающего корпус приводного блока, вал, установленный на подшипниках, концы которого выходят за пределы корпуса приводного блока, привод, соединенный с одним из концов вала, испытуемого блока, включающего корпус испытуемого блока, вал, испытуемый элемент, закрепленный на валу и в корпусе испытуемого блока, выполненные идентичными корпусу, валу, вращательному элементу, используемым в конструкции реальной машины, при этом один из концов вала выходит за пределы корпуса, причем валы приводного и испытуемого блоков выполнены с возможностью разъемного соединения друг с другом, с образованием единого вала, корпуса приводного и испытуемого блоков выполнены с возможностью разъемного соединения друг с другом, с возможностью радиального, и/или углового, и/или осевого смещения корпуса испытуемого блока относительно корпуса приводного блока.1. Installation for testing rotating structural elements of machines, consisting of a drive unit, including a drive unit housing, a shaft mounted on bearings, the ends of which extend outside the drive unit housing, a drive connected to one of the shaft ends of the test unit, including the test body block, shaft, test element, mounted on the shaft and in the body of the test block, made identical to the body, shaft, rotational element used in the construction of a real machine, with one of the ends of the shaft extends beyond the housing, and the shafts of the drive and the test blocks are detachably connected to each other, with the formation of a single shaft, the housing of the drive and the test blocks are detachable to each other, with the possibility of radial and / or angular, and / or axial displacement of the housing of the test unit relative to the housing of the drive unit. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что разъемное соединение корпусов приводного и испытуемого блоков выполнено в виде фланцев, соединенных между собой винтами, при этом между фланцами установлена проставка.2. Installation according to claim 1, characterized in that the detachable connection of the housing of the drive and the test blocks is made in the form of flanges interconnected by screws, while a spacer is installed between the flanges. 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что разъемное соединение валов приводного и испытуемого блоков выполнено в виде фланцев, соединенных между собой винтами.3. Installation according to claim 1, characterized in that the detachable connection of the shafts of the drive and the test blocks is made in the form of flanges interconnected by screws. 4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в корпусе приводного блока выполнена система подачи масла к подшипникам, на которых установлен вал, и отвода масла из корпуса приводного блока.4. The installation according to claim 1, characterized in that in the housing of the drive unit there is a system for supplying oil to bearings on which the shaft is mounted and for removing oil from the housing of the drive unit. 5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в корпусе испытуемого блока выполнена система подогрева вала.5. Installation according to claim 1, characterized in that the shaft heating system is made in the housing of the test block. 6. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в корпусе испытуемого блока выполнена система подачи и отвода горячего или холодного сжатого воздуха.6. Installation according to claim 1, characterized in that in the housing of the test unit is made a system for supplying and discharging hot or cold compressed air. 7. Установка по п.1 или 6, отличающаяся тем, что испытуемый блок дополнительно содержит систему подачи масла к испытуемому элементу и отвода масла в мерные емкости.7. Installation according to claim 1 or 6, characterized in that the test unit further comprises a system for supplying oil to the test element and for draining the oil into measured containers. 8. Установка по п.1, отличающаяся тем, что испытуемый блок содержит контрольно-измерительные приборы для измерения температурного и прочностного состояния испытуемого элемента.8. Installation according to claim 1, characterized in that the test unit contains instrumentation for measuring the temperature and strength state of the test element. 9. Установка по п.1, отличающаяся тем, что содержит прибор для замера частоты вращения вала, установленный на валу.9. Installation according to claim 1, characterized in that it contains a device for measuring the frequency of rotation of the shaft mounted on the shaft. 10. Установка по п.1, отличающаяся тем, что содержит датчики вибрации, закрепленные на корпусе.10. Installation according to claim 1, characterized in that it contains vibration sensors mounted on the housing. 11. Установка по п.1, отличающаяся тем, что привод вала включает в себя реверсивный электродвигатель с регулировкой частоты вращения вала. 11. Installation according to claim 1, characterized in that the shaft drive includes a reversible electric motor with adjustable shaft speed.
RU2011141179/28A 2011-10-11 2011-10-11 Test bench for rotating elements of machine structures RU2480729C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011141179/28A RU2480729C1 (en) 2011-10-11 2011-10-11 Test bench for rotating elements of machine structures

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011141179/28A RU2480729C1 (en) 2011-10-11 2011-10-11 Test bench for rotating elements of machine structures

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2480729C1 true RU2480729C1 (en) 2013-04-27

Family

ID=49153220

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011141179/28A RU2480729C1 (en) 2011-10-11 2011-10-11 Test bench for rotating elements of machine structures

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2480729C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113916519A (en) * 2021-09-30 2022-01-11 中航通飞华南飞机工业有限公司 Flow guide rotation test bed

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1084643A1 (en) * 1982-12-15 1984-04-07 Институт проблем надежности и долговечности машин АН БССР Stand for testing gimbal gears
RU2193176C1 (en) * 2001-07-30 2002-11-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" Stand for testing rotary contact seals
US20090308156A1 (en) * 2008-06-11 2009-12-17 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) Tire testing machine and tire testing method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1084643A1 (en) * 1982-12-15 1984-04-07 Институт проблем надежности и долговечности машин АН БССР Stand for testing gimbal gears
RU2193176C1 (en) * 2001-07-30 2002-11-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" Stand for testing rotary contact seals
US20090308156A1 (en) * 2008-06-11 2009-12-17 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) Tire testing machine and tire testing method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113916519A (en) * 2021-09-30 2022-01-11 中航通飞华南飞机工业有限公司 Flow guide rotation test bed

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Barringer et al. The design of a steady aero thermal research turbine (START) for studying secondary flow leakages and airfoil heat transfer
KR101475395B1 (en) a testing device for detecting fault signals of journal bearing
CN104165768A (en) Bearing integrated dynamic performance test device and method
CN105738056A (en) Rotation mechanical vibration fault simulation system
RU2480729C1 (en) Test bench for rotating elements of machine structures
Zhang et al. Spectrum Analysis of a Coaxial Dual‐Rotor System with Coupling Misalignment
CN103969053A (en) 1.5-level transonic axial-flow air compressor testing apparatus
Raben et al. Brush Seal Frictional Heat Generation: Test Rig Design and Validation Under Steam Environment
CN109958628B (en) Auxiliary equipment fault diagnosis and defect maintenance system and method
Kunkel et al. Introduction and commissioning of the new Darmstadt Transonic Compressor test facility
Hubinka et al. Design and construction of a two shaft test turbine for investigation of mid turbine frame flows
CN110426207B (en) Comprehensive performance test bench for sliding bearing and thrust bearing
RU2008137157A (en) STAND FOR ALTITUDE-CLIMATIC TESTS OF TURBO-SCREW AND TURBO ENGINES
KR101859625B1 (en) An apparatus for simulating abnormal operation of rotator system
Talalayev On the renovation of the three-stage axial compressor research facility for compressor performance research
ŻywicA et al. Experimental evaluation of the dynamic properties of an energy microturbine with defects in the rotating system
Moradnia et al. Experimental and numerical investigation of the cooling air flow in an electric generator
CN105424334B (en) A kind of test device and method of the shafting torsional oscillation damping effect with cascade structure
Stein et al. Thermal modeling and mechanical integrity based design of a heat shield on a high pressure module solar steam turbine inner casing with focus on lifetime
Żywica et al. The influence of selected design and operating parameters on the dynamics of the steam micro-turbine
CN110907186B (en) Rotor vibration phase measuring and calculating method for aeroengine test bed
RU2707336C2 (en) Rotating machine and unit for energy conversion
Childs et al. Internal air systems experimental rig best practice
WO2008049167A1 (en) Diagnostic system, method and apparatus for rotary machinery
CN110645056A (en) Method for measuring elevation to evaluate central state of shafting of half-speed unit

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20140127

PD4A Correction of name of patent owner