SU666454A1 - Method of monitoring turbomachine stage working blade state - Google Patents

Method of monitoring turbomachine stage working blade state

Info

Publication number
SU666454A1
SU666454A1 SU772452560A SU2452560A SU666454A1 SU 666454 A1 SU666454 A1 SU 666454A1 SU 772452560 A SU772452560 A SU 772452560A SU 2452560 A SU2452560 A SU 2452560A SU 666454 A1 SU666454 A1 SU 666454A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
amplitude
rotor
blades
harmonic
angular velocity
Prior art date
Application number
SU772452560A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Евгеньевич Бесклетный
Евгений Александрович Игуменцев
Вячеслав Львович Христензен
Original Assignee
Украинский научно-исследовательский институт природных газов
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 Украинский научно-исследовательский институт природных газов filed Critical Украинский научно-исследовательский институт природных газов
Priority to SU772452560A priority Critical patent/SU666454A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU666454A1 publication Critical patent/SU666454A1/en

Links

Landscapes

  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

Преаллгп(т(: , регистрацию мгновенной углопой скорости 1щои,шодить на частоте врП11КП1н  1ото)а, к(1пт)ость которой соответствует частоте собстгм нных колебаний лопаток контролируемой сгтуиени, л за величину амплитупы вибраций лопаток принимат1з величину амплитуаы резонансной гармоники, выцелон} ой из регистрируемого сигнала.Preallp (t: from the recorded signal.

На фиг, 1 представлен 1рафик изменени  амплитуаы крут щего момента при резонансе лопаток ступени ротора осевого компрессора т-азотурбинной установки ГТК-10-2 с третьей роторной гармоникой лл  различных степеней успокоени , где по оси абсцисс отложе . ны значени  отношени  частоты возмущающей силы к собственной частоте, а по оси ординат амплитуда крут щего момента; на фиг. 2 - спектр мгновенной угловой скорости вращени .ротора (резо нанс с третьей роторной гармоникой), где по оси абсцисс отложены номера роторных гармоник, а по оси ординат амплитуды этик гармоник; иа фиг. 3 - амплитудно-частотные характеристики лопатки и мгновенной угловой скорости ротора при резонансе п той ступени ротора осевого компрессора газотурбинной установки ГТК-1О« 2 с шестой роторной гармоникой , где по оси абсцисс отложены средние частоты вращени  ротора, по оси ординат - шеста  роторна  гармоника изменени  мгновенной угловой скорости; и амплитуда колебаний лопаток п той сту пени; на фиг. 4 - блок-схема устройства дл  реализации описываемого способа .Fig. 1 shows the variation of the amplitude of the torque at the resonance of the blades of the rotor stage of the axial compressor of the GTK-10-2 t-nitrogen turbine unit with the third rotor harmonic of various degrees of calm, where it is on the abscissa axis. The values of the ratio of the frequency of the disturbing force to the natural frequency, and along the ordinate axis the amplitude of the torque; in fig. 2 - the spectrum of the instantaneous angular velocity of rotation of the rotor (resonance with the third rotor harmonic), where the numbers of rotor harmonics are plotted on the abscissa, and the amplitudes of these harmonics are plotted on the ordinate; FIG. 3 - amplitude-frequency characteristics of the blade and the instantaneous angular velocity of the rotor at the resonance of the fifth stage of the rotor of an axial compressor of the GTK-1O & instant angular velocity; and the amplitude of oscillations of the blades of the fifth degree; in fig. 4 is a block diagram of an apparatus for implementing the described method.

Рассматрива  контролируемый объект например лопатку турбомашины, как колебательную систему с демпфированием, пропорциональным скорости, получаем дл  каждой ступени турбины и компрессора крут щий момент на роторе турбома- шины.Considering a controlled object, such as a turbomachine blade, as an oscillatory system with damping proportional to speed, for each stage of the turbine and compressor we obtain a torque on the rotor of the turbomachine.

7 :ff - -;гдеЛк - коэффициент, завис щий от материала , геометрических размеров лопатки к аэроцмнамического усили , действующего на нее;7: ff - -; where Lk is the coefficient depending on the material, the geometrical dimensions of the blade, and the aero impact force acting on it;

- отношение частоты возмущающей силы к собстве1шой частоте лопатки; - the ratio of the frequency of the disturbing force to the frequency of the blade;

И) - кругова  частота вращени  ротора;And) is the circular frequency of rotation of the rotor;

IJo - собственна  кругова  частота лопатки;IJo is the proper circular frequency of the scapula;

S - лог-,1риф 1ичоский aiKfjfMGHT затухани ;S - log, 1rify aikKfjfMGHT decay;

и- сдвиг- фэзы возмуц аюи1ей силой и Bb 3BanHbiNf ою колебанием;and - phase shift by the heaving of force and Bb 3BanHbiNf oscillation;

Z - число лопаток ступени;Z is the number of tread blades;

t - врем .t - time

Крут щий момент В1. крутильные колебани  ротора турбомашины, образующие спектр сложногосигнала угловой скорости вращени . Синусоиды этого спектра проход т по валонроводу (каналу) независимо друг от друга и, следовательно, в спектре yrvioeoft скорости присутствуют все гармонические составл ющие, вызванные роторными гармониками крут щего момента (l).Torque B1. torsional vibrations of the rotor of the turbomachine, forming a complex signal of the angular velocity of rotation. The sinusoids of this spectrum pass through the valon wire (channel) independently of each other and, therefore, in the yrvioeoft speed spectrum there are all harmonic components caused by rotor harmonics of torque (l).

Интенсивные крутильные колебани  валопровода, величину изменени  угловой скорости которых можно зарегистрировать , вызываютс  крут щим моментом при резонансных, колебани х лопаток. При этом максимальное значение амплитды момента опреде{1 етс  только резонансной роторной гармоникой и выраже-The intense torsional vibrations of the shafting, the magnitude of the change in the angular velocity of which can be registered, are caused by the torque at the resonant, oscillations of the blades. In this case, the maximum value of the amplitude of the moment is determined only by the resonant rotor harmonic and the expression

HHTV).HHTV).

АBUT

тt

М M

))

(JW)(Jw)

-W-W

тt

где т - пор док роторной гармоники (целое число), соответствующий резонансу лопаток при cif - i .where t is the order of the rotor harmonic (integer), corresponding to the resonance of the blades at cif - i.

Г-,G-,

13се остальнр е роторные гармоники крут щего момента, а следовательно, и УГЛОВОЙ скорости относ тс  к неизбежным помехам измерени . График выражени  ($} показан на фиг. 1 при значении логарифмического декремента о 13 All the remaining rotor harmonics of torque, and consequently, ANGULAR speed, are inevitable measurement noise. The expression graph ($} is shown in Fig. 1 with a logarithmic decrement of

: 0,3.: 0.3.

Claims (2)

При измерении мгновенной угловой скорости датчиком дл  получени  усиленного сигнала устанавливают частоту вращени  ротора турбомащины, цела  кратность которой fntu близка к собственной частоте колебаний лопатки контролируемой ступени. Регистрируемый сигнал поступает в анализатор гармоник, где производитс  спектральный анализ мгновенной угловой скорости, заключающийс  в выделении простых гармонических составл ющих. Спектр мгновенной угловой скорости показан на фиг. 2. Определение же амплитуды резонансных колебаний лопатки по выделенной роторной гармонике угловой скорости основано на том, 41 о амплитуда колебаний лопатки на контролируемой ступени св зана с: г-:1|)моиикой . гп н л.чконп движени  СООГНОПКИНСМ. и - р.ф т гцо - амплитуа а ко-юбан й лопатки; ф - f)OTOf)naH i-;if)Mof{MKT yiviOBOfl вра лер1н  ()OTOfia; F - переоуточна  функц,  , определенно которой дл  каждого типа турбом;1Ш (шы производитс  экспериментально или ргк-чут- м. Па фиг. 3 приведены амплитудноMaCTOTfibfe характеристики колебаний лопаток и угловой скорости ротора при значении логарифмического декремента S 0,3. Устройство содержит ротор 1 (см. фиг. 4), на котором установлен датчик 2, св занный с генератором 3 и усилителем 4, соединенными с демодул то- ром 5, подключенным к анализатору гар моник 6, св занному с самописцем уров н  7. При вращении ротора 1 с угловой ск ростью, измен ющейс  по закону резонансных колебаний лопаток, снимаемое напр жение с датчика 2 имеет форму модулированного по амплитуде сигнала с несущей частотой, равной частоте на- пр жени  питани  датчика, и огибающей воспроизвод щей закон изменени  мгновенной угловой скорости. Генератор 3 служит дл  питани  первичной обмотки датчика 2 синусоидальным током задан- ной частоты, усилитель 4 - дл  усилени , а демодул тор. 5 - дл  выделе 1и  огибающей. Сигнал из демодул тора поступает в анализатор гармоник 6, где производитс  сг1ектрал ный гармонический анализ огибающей. Выделенные гарм ники фикcиpy тc  на ;1енто самописи. ypoвF   7. Применение описываемого способа в услови х эксплуатации позволит устана1 ливать меж{ емонтные сроки роторов тур бомащины по их 4х:1ктичоскому состо нию, что в два-ори раза ул1еньщит объем |х;- монтных работ за счет исключени  переборки агрегатов, наход щихс  Р хорошем техническом состо нии, а также предотвращать возможные поломки рабочих лопаток , а -следовательно, и всего ротора турбомашины . Формула изобретени  Способ контрол  состо ни  рабочих лопаток ступени турбомашины путем регистрации мгновений угловой скорости вращени  ротора неподвижным датчиком, обработки полученного сигнала и последующего выбора величины амплитуды вибраций лопаток, отличающийс  тем, что, с целью расширени  диапазона применени  способа в услови х эксплуатации , регистрацию мгновенной угловой скорости производ т на частоте враще{и  ротора, кратность которой соответствует частоте собственных колебаний лопаток контролируемой ступени, а за величину амплитуды вибраций лопаток принимают величину амплитуды резонансной гармоники , выделенной из ре1ист)ируемог о сигнала . Источники ИНФООМ.1Ц11И, п;п( во внимание при эксперти.че 1.Патент CUiA sV ;Uin4803, кл. 73-71.4, 1972. When measuring the instantaneous angular velocity with a sensor, to obtain an amplified signal, the rotation frequency of the rotor of the turbomachine is set, the entire frequency of which fntu is close to the natural frequency of oscillation of the blade of the controlled stage. The recorded signal enters the harmonic analyzer, where spectral analysis of the instantaneous angular velocity is performed, which consists in extracting simple harmonic components. The instantaneous angular velocity spectrum is shown in FIG. 2. The determination of the amplitude of the resonant oscillations of the blade by the selected rotary harmonic of the angular velocity is based on the fact that the amplitude of oscillation of the blade at a controlled step is connected with: r-: 1 | gp nl.chkonp motion SOOGNOPKINSM. and - rft gtso - amplitude and co-juban th shoulder blade; f - f) OTOf) naH i-; if) Mof {MKT yiviOBOfl mo ler1n () OTOfia; F is a pereootochny funkts, which is definitely for each type of turbo; 1Sh (shy produced experimentally or pkk-chutm. Pa. Fig. 3 shows the amplitude of the oscillations of the blades and the angular velocity of the rotor when the value of the logarithmic decrement S is 0.3. The device contains a rotor 1 (see Fig. 4) on which sensor 2 is mounted, connected to generator 3 and amplifier 4 connected to demodulator 5 connected to a harmonic analyzer 6 connected to level recorder 7. When the rotor rotates 1 with an angular velocity varying by law resonant oscillations of the blades, the voltage removed from sensor 2 has the form of an amplitude-modulated signal with a carrier frequency equal to the frequency of the sensor supply voltage and an envelope that reproduces the law of variation of the instantaneous angular speed. Generator 3 serves to supply the primary winding of sensor 2 with sinusoidal current the set frequency, the amplifier 4 is for amplification, and the demodulator 5 is for selecting 1 and the envelope.The signal from the demodulator enters the harmonic analyzer 6, where a harmonic harmonic analysis of the envelope is performed. Dedicated garmic nicknames fikspyry tc on; 1entto samopisi. ypovF 7. Application of the described method in the conditions of operation will allow to establish between {mont terms of the rotors of the tour of bomashchina according to their 4: 1 condition, which is two or more times the volume | x; assembly works by eliminating the bulkhead of the units that are P good technical condition, as well as to prevent possible damage to the blades, and, consequently, the entire rotor of the turbomachine. The method of controlling the state of the working blades of a turbomachine stage by registering instantaneous angular velocity of rotation of the rotor with a fixed sensor, processing the received signal and then selecting the magnitude of the amplitude of vibration of the blades, characterized in that, in order to extend the range of application of the method under the conditions of operation, the registration of the instantaneous angular speeds are produced at the frequency of rotation {and of the rotor, the multiplicity of which corresponds to the natural frequency of the blades of the controlled stage, and The amplitude of the vibrations of the blades takes the magnitude of the amplitude of the resonant harmonic extracted from the resistor) signal. Sources of INFOOM.1TS11I, p; p (into account in the examination.can 1.Patent CUiA sV; Uin4803, class 73-71.4, 1972. 2.Авторское свнаотельсгво № 236826, кл. G 01 L 1 l/OO, 1960.2. Avtorskoelsgvo number 236826, CL. G 01 L 1 l / OO, 1960.
SU772452560A 1977-02-14 1977-02-14 Method of monitoring turbomachine stage working blade state SU666454A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772452560A SU666454A1 (en) 1977-02-14 1977-02-14 Method of monitoring turbomachine stage working blade state

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772452560A SU666454A1 (en) 1977-02-14 1977-02-14 Method of monitoring turbomachine stage working blade state

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU666454A1 true SU666454A1 (en) 1979-06-05

Family

ID=20695573

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU772452560A SU666454A1 (en) 1977-02-14 1977-02-14 Method of monitoring turbomachine stage working blade state

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU666454A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5365787A (en) * 1991-10-02 1994-11-22 Monitoring Technology Corp. Noninvasive method and apparatus for determining resonance information for rotating machinery components and for anticipating component failure from changes therein
US5501105A (en) * 1991-10-02 1996-03-26 Monitoring Technology Corp. Digital signal processing of encoder signals to detect resonances in rotating machines
CN104344951A (en) * 2014-11-10 2015-02-11 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 Leaf apex vibration amplitude measuring method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5365787A (en) * 1991-10-02 1994-11-22 Monitoring Technology Corp. Noninvasive method and apparatus for determining resonance information for rotating machinery components and for anticipating component failure from changes therein
US5501105A (en) * 1991-10-02 1996-03-26 Monitoring Technology Corp. Digital signal processing of encoder signals to detect resonances in rotating machines
CN104344951A (en) * 2014-11-10 2015-02-11 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 Leaf apex vibration amplitude measuring method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3885420A (en) Method and apparatus for measuring small variations in the speed of rotating shafts
EP0465696B1 (en) An operating turbine resonant blade monitor
EP0179618B1 (en) Turbine blade vibration detection apparatus
US4793186A (en) Monitoring of exciter shaft torsional vibrations
EP0559882A1 (en) Single plane trim balancing.
US4078434A (en) Method and apparatus for determining the parameters of natural vibration of a system
SU666454A1 (en) Method of monitoring turbomachine stage working blade state
Lawson et al. Minimization of power system stabilizer torsional interaction on large steam turbine-generators
EP0097721A1 (en) Vertical balance testing machine
US4240296A (en) Measurement of torsional acceleration of a rotating body
US2871693A (en) Device for calibrating indicators of torsional oscillations during rotation
SU1516818A1 (en) Method of diagnosis of rotary machines
SU805072A1 (en) Method of measuring assembly resonance in rotating turbine rotor
SU1559256A1 (en) Method of determining radial clearance in rotor bearings
SU1765769A1 (en) Device for contact-free measuring of rotor machine rotational speed
SU798502A1 (en) Method of determining resonance frequency of servosystem drive
RU2029274C1 (en) Method of tuning working wheel blades to resonance frequency
SU1716365A1 (en) Method of diagnostics of electric machines bearings
Maynard The design, fabrication and test of a torsional-vibration inducer.
SU775650A1 (en) Method and device for monitoring antifriction bearing state during servicing
JPH0365857B2 (en)
SU1434307A1 (en) Method of monitoring the bearings of an electric motor
RU1798636C (en) Method of determination of damping factor of system rotor-frame
CN106100248B (en) A kind of method whether inspection electric machine stand firmly installs
SU1034127A1 (en) Method of checking disbalance of motor rotor