Способ определения относительной частоты колебаний лопаток турбомашин

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ЧАСТОТЫ КОЛЕБАНИЙ ЛОПАТОК ТУРБОМАШИН, заключающийся ,в том, что измеряют значение автокорреляционной функции колебаний для временной задержки, значение которой меньше периода вращения ротора на интервал времени, за который корневое сечение лопатки смещается на центральный угол между контрольными . точками окружности, и найденное значение автокорреляционной функции используют для определения относительной частоты колебаний, .о т л ич ающий. ся тем, что, с целью сокращения времени определения относительной частоты колебаний, измеряют второе и третье значения авто- . корреляционной функции колебаний для временных задержек, второе значение которой равно периоду вращения ротора, третье - больше периода на Iвеличину первой задержки, а относнтельную частоту колебаний определяют по соотношению трех значений автокорреляционной функции ОР ч1 а сь

3С59 6 01 Н 11 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР, .

ll0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ,(21) 3325614/18-28. (22) 06.08.81 ,(46) 23.04.83. Бюл. Р 15 (72)., В.A.Êàðìàëèòà и Ю.Н.Левицкий (53) .621.317.393531.767 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 391410, кл. G 01 Н 1/08,1971

° ° прототип). ,54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОТНОСИ-. ТЕЛЬНОЙ ЧАСТОТЫ КОЛЕБАНИЙ ЛОПАТОК

ТУРБОМАШИН, заключающийся,в том, что измеряют значение автокорреляционной функции колебаний для временной задержки, значение которой меньше периода вращения ротора на интервал времени, за который корневое сечение лопатки смещается на,SU„„1013?66 А

-центральный угол между контрольными точками окружности, и найденное значение автокорреляционной функции используют для определения относительной частоты колебаний, о т л и-. ч а ю щ и й.с я тем, что, с целью сокращения времени определения-относительной частоты колебаний, измеряют второе и третье значения авто- . корреляционной функции колебаний для .

-временных задержек, второе значение которой равно периоду вращения ротора, третье - больше периода на величину первой задержки, а относи.тельную частоту колебаний определяют по соотношению трех значений автокорреляционной функции.

1013766

30 где

Из обре те ние относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров вибраций вращающихся. элементов турбомашин.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является спо". соб определения относительной частоты колебаний лопаток турбомашины, заключающийся в том, что измеряют значение автокорреляционной функции колебаний для временной задержки, значение которой меньше периода вра-. щения ротора на интервал времени, за который корневое сечение лопатки смещается на центральный угол между контрольными точками окружности, и найденное значение автокорреляционной функции используют для определения относительной частоты колебаний f1). 20

Недостатком известного способа является длительное время определения.частоты иэ-за невозможности определения параметров резонансных колебаний, когда частота колебаний 25 лопаток кратна частоте вращения ротора.

Целью изобретения является сокра. щение времени определения относительной частоты колебаний.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения относительной частоты колебаний лопаток турбомашин, заключающемуся в том, что измеряют значение автокор- я реляционной функции колебаний для. временной задержки, значение которой меньше периода вращения ротора на интервал времени, за который корневое сечение лопатки смещается на центральный угол между контрольными точками окружности, и найденное значение автокорреляционной функции используют для определения относительной частоты колебаний, измеряют второе и третье значения автокор- А5 реляционной функции колебаний для временных задержек, второе значение которой равно периоду вращения ротора, третье — больше периода на вели- чину первой задержки, а относитель- 50 ную частоту. колебаний определяют по . соотношению трех значений автокорреl ляционной функции.

Способ определения относительной частоты колебаний лопаток турбомашин заключается в следующем.

Изменение во времени-конца лопатки в результате ее деформации при колебаниях можно рассматривать как отклик колебательной системы с одной степенью свободы на широкополосное случайное воздействие.,Диссипативные свойства системы, которые определяют

;регулярность возбуждаемйх колебаний характеризуются логарифмическим дек 65 рементом д Т. Для лопаток осевых турбомашин d Т < 0,1, т.е. положение во времени конца колеблющейся лопатки описывается узкополосным случайным процессом с некоторой собственной частотой дискретно-фазовый метод позволяет измерять отклонения конца колеблющейся лопатки в дискретные моменты времени t0> to + A t, о + р °

to+ тр+д1

1 где Т = — — период вращения ротоР

P ра;

- частота вращения роР тора;

dt — шаг дискретизации процесса.

Дискретной выборке из узкбполосного случайного процесса можно пос-. тавить в соответствие процесс авторегрессии второго порядка, три значения автокорреляционной функции которого при <ГТ (0,1 связаны выражением !

g f-.)= р R (-М)-R Гт-2М), где p — коэффициент, однозначно определяющий собственную частоту узкополосного процесса.

По трем значениям автокорреляционной функции колебаний лопатки, за- держанным друг относительно друга на ht, можно определить р

R (" 7+ R(Tа 2М ! RГ -DD ) а частота колебаний лопатки 1 равна R()+ R (<-AC) или относительная частоте 4 колебаний к, (ф. ет дф, — t

2Т

oL - центральный угол.

1.

Выбор d. из условия сИ < — обеспечивает измерение трех значенйй автокорреляционной функции в пределах одного периода колебаний и поэтому полученное выражение позволяет определить частоту колебаний лопаток при любых значениях

Двумя датчиками, смещенными на центральный угол о(., по значениям от-, клонений концов лопаток, регистриру— емых на i-ом и (i-1)-ом оборотах ротора, можно эа и оборотов ротора (iin) оценить три значения автокорреляционной функции, одно иэ которых соответствует временной задержке Тр - период вращения ротора, 1013766

Составитель В.Лопухин

Редактор Т.Киселева Техред В. Далекорей Корректор Е.Рошко,Эаказ 3001/48 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 а два других — задержки, которые больше и меньше Т на Л t, за кото рое корневое сечейие лопатки -смещается на угол о

Сущность способа состоит в том, что определение относительной частоты колебаний лопаток сводится к нахождению сигналов, сформированных по результатам измерений функции колебаний в двух контрольных точках окружности за и оборотов ротора, причем каждое слагаемое суммарного сигнала формируется по результатам измерений на текущем и предшествующем оборотах ротора.

На чертеже представлена блок-схема устройства для осуществления способа определения относительной частоты колебаний лопаток турбомашин.

Устройство содержит два периферийных 1, 2 и один корневой 3 вибропреобразователя, датчик 4 числа оборотов, подключенные к ним четыре формирователя 5 — 8, преобразователь 9 временных интервалов, к входам которого подключены формирователи 5 и 6 периферийных вибропреобра. зователей 1 и 2 блок 10 управления, к входам которого подключены формирователи 7 и 8 корневого вибропреобразователя 3 и датчика 4 числа оборотов, и регистратор 11. К выходам преобразователя 9 временных интервалов подключены два блока 12 и

13 задержки, к выходам которых подключены попарно параллельно четыре умножителя 14-17, два сумматора 18 и 19, входами подключенных попарноперекрестно к выходам умножителей

14-17, два блока 20 и 21 памяти, входами соединенных с выходами сумматоров 18 и 19, делитель 22, соединенный входами с выходами блоков 20 и 21 памяти, а выходом через функциональный формирователь 23 — с регистратором 11. Вторые входы умножителей 14-17 соединены попарно параллельно с выходами преобразова.теля 9 временных интервалов, а выход блока 10 управления подключен к управляющим входам блоков 12 и 13 задержки, блоков 20 и 21 памяти и регистратора 11.

Устройство для определения отно5 сительной.частоты колебаний лопаток турбомашин работает следующим образомм.

1Сигналы с внбропреобразователей

-3 и датчика 4 числа оборотов норма о лизуются ио амплитуде и форме формирователями 5-8. С выходов формйрователей 5-7 сигналы поступают. на входы преобразователя 9 временных интервалов, преобразующего времен15 ные интервалы в коды, пропорциональ- ные отклонениям концов лопаток в мо менты прохождения двух контрольных точек окружности. Два входных сигнала преобразователя 9 временных интерва-

7п лов, соответствующие первой и второй контрольным точкам окружности, непосредственно и через блоки 12 и 13 задержки подаются попарно на входь умножителей 14-17, которые совмест-: но с сумматорами 18 и 19 и блоками

20 и 21 памяти реализуют измерение трех значений автокорреляционной функции за и оборотов ротора и формирование сигналов, поступающих на делитель 22. Блок 10 управления, на входы которого поступают сигналы от корневого вибропреобразователя 3 н датчика 4 числа оборотов, синхронизирует работу устройства по числу контролируемых лопаток и числу оборотов ротора, за которое осуществляется измерение. Ha (n + Ц оборота ротора последовательно для каждой контролируемой лопатки посредством делителя 22 формируются сигналы, 40 по которым функциональный формирователь 23 вырабатывает сигналы, про порциональные значениям относительной частоты колебаний для каждой лопатки, которые фиксируются регист"

45 ратором 11.

Использование способа позволяет сократить время определения частоты колебаний эа счет измерения их в реальном масштабе времени. !