Устройство для испытания

 

Изобретение позволяет расширить функциональные возможности устройства путем обеспечения испытаний щеточных уплотнений газовых турбин. На установочной плите 1 размещены узел 2 крепления двигателя 3 с валом 4. Полый цилиндрический барабан измерителя момента выполнен в виде стакана 9. На внутренней поверхности 10 стакана 9 со стороны открытого основания установлено испытываемое щеточное уплотнение 11. Нагрузочное устройство выполнено в виде цилиндрического диска 12 со ступенчатой наружной поверхностью, расположенной коаксиально уплотнению 11. Диск 12 установлен на валу 4 со стороны открытого основания барабана. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

SU,, f 54869

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H A ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ух ти

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4427521/3 1-29 (22) 23 ° 05. 88 (46) 07.03.90. Бюп. М 9 (71) Куйбышевский авиационный институт им. акад. С.П.Королева (72) И.Б.Мамаев, Н.Ф.Мусаткин, М.И.Маркин, Г.П.Нагога и Н.Т.Тихонов (53) 621.438 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1153253, кл. G 01 M 15/00, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ (57) Изобретение позволяет расширить функциональные возможности устр-ва путем обеспечения испытаний щеточных (51) 5 G 01 M 15/00, F 15 В 19(00

2 уплотнений газовых турбин. На уста= новочнай плите 1 размещены узел 2 крепления двигателя 3 с валом 4. Полый цилиндрический барабан измерителя момента выполнен в виде стакана 9.

На внутренней поверхности 10 стакана

9 со стороны открытого основания установлено испытываемое щеточное уплотнение 11. Нагрузочное устр-..во выполнено в виде цилиндрического диска

12 со ступенчатой наружной поверхностью, расположенной коаксиально уплотнению 11. Диск 12 установлен на валу 4 со стороны открытого основания барабана. 1 ил.

1548690

55

Изобретение относится к области испытания турбинных двигателей и касается устройства для опытного получения характеристик щеточных уплотнений, которые применяются в газовых и паровых турбинах промышленного назначения.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей устройства путем обеспечения испытаний щеточных уплотнений газовых турбин.

На чертеже схематически изображено устройство для испытания.

Устройство для испытания содержит установочную плиту 1, размещенные на ней узел 2 крепления двигателя 3 с валом 4, нагрузочное устройство, измеритель момента в виде полого цилиндрического барабана с цапфой 5, снабженной патрубком 6 подвода воздуха и рычажными весами 7, и электромагнитный датчик 8 частоты вращения.

Цилиндрический барабан измерителя момента выполнен в виде стакана 9.

При этом на его внутренней поверхности 10 со стороны открытого основа ния установлено испытываемое щеточное уплотнение 11.

Нагрузочное устройство выполнено в виде цилиндрического диска 12 со

1 ступенчатой наружной поверхностью, расположенной коаксиально уплотнению 1 1, и установленного на валу 4 со стороны открытого основания цилиндрического барабана.

Кроме того, цапфа 5 установлена на подшипниках 13. С целью устранения утечек подводимого патрубком 6 сжатого воздуха в цапфе 5 установлены лабиринтные уплотнения 14. Испытываемое щеточное уплотнение установлено в обойме 15., которая удерживается в расточке стакана 9 стопорным кольцом 16. В теле стакана 9 выполнены каналы 17 для подачи сжатого воздуха во внутреннюю полость стакана с целью создания наддува испытываемого щеточного уплотнения 11.

Устройство для испытания работает следующим образом.

Сжатый воздух из сети с давлением (4...6) 10 кПа подается в корпус приводного турбинного двигателя и, расширяясь в сопловом аппарате, с большим запасом кинетической энергии поступает в межлопаточные каналы

50 рабочего колеса, где в результате поворота совершает на лопатках работу.

Вместе с рабочим колесом, которое закреплено на валу 4, начинает вращаться и цилиндрический диск 12, над одной из опорных внешних цилиндрических поверхностей которого с натягом

-Лг или зазором 4г расположено испытываемое щеточное уплотнение 11.

Частота вращения и турбинного двигателя определяется с помощью бесконтактного электромагнитного датчика 8.

Б тот момент, когда частота вращения ротора приводного турбинного двигателя (a следовательно, и диска

12) достигает расчетного значения (для заданной экспериментальной точки), через патрубок 6 и каналы 17 в торцевой стенке во внутреннюю полость барабана подается сжатый воздух. В результате создается требуемый перепад давлений с3Р „ на испытываемом щеточном уплотнении 11. Поскольку воздух, поступающий из патрубка 6, проходит вначале через расходомерное устройство, для каждого экспериментального режима становится известным и расход, соответствующий полностью утечкам дС через уплотнение 11. Убы3 вающее рабочее тело через открытое основание барабана выбрасывается в атмосферу.

Таким образом, предложенное устройство позволяет снимать характерис. тики щеточного уплотнения йСу =

= f (ДРу-, дг; n).

В тех случаях, когда испытываемое щеточное уплотнение 11 работает не с радиальным зазором дг,, а с натягом

-Dr оно потребляет часть мощности, развиваемой приводным турбинным двигателем, за счет сил трения, возникающих между уплотнением и опорной поверхностью диска 12„ В результате, возникает необходимость в получении характеристики Й у = f(n), где Й у =

И,/N> IIpH этом И у — мощность, IIoT ребляемая уплотнением,, N T — мощность развиваемая приводным турбинным двигателем.

В случае натяга -Дг за счет сил трения между уплотнением 11 и диском

12 (при вращении последнего) на барабане возникает момент,, направленный в сторону вращения диска 12. Момент на корпусе барабана уравновешивается

15 грузом рычажных весов. При этом вели чину момента на барабане находят, умножая вес уравновешивающего груза на длину плеча коромысла рычажных весов. По.измеренным значениям момента и частоты вращения вала 4 вычисляется эффективная мощность N потребляемая испытываемым уплотнением 11. В результате становится возможным построение характеристики Ny = f(n) .

Формула изобретения

Устройство для испытания, содержащее установочную плиту, размещенные на ней узел крепления двигателя

5 с валом, нагрузочное устройство, измеритель момента в виде полого цилиндрического барабана с цапфой,сиабженной патрубком подвода воздуха и рычажными весами, электромагнитный датчик высоты вращения, о т л и ч-аю щ е е с я тем, что, с целью расширенйя функциональных возможностей устройства путем обеспечения испытаний щеточных уплотнений газовых турбин, цилиндрический барабан измерителя момента выполнен в виде стакана, при этом на его внутренней поверхности со стороны открытого осно2О вания установлено испытываемое щеточное уплотнение, а нагрузочное устройство выполнено в виде цилиндрического диска со ступенчатой наружнои поверхностью, расположенной коаксиально уплотнению, и установленного на валу со стороны открытого основания цилиндрического барабана.

Мощность N „ турбинного привода для экспериментальных значений частот вращения может быть определена по его тарировочным зависимостям.

Устройство для испытания позволяет получить весь необходимый комплекс характеристик щеточных уплотнений DG> = f (ЬР, Ь r, и) и

N = f (и) в диапазоне эксплуатационУ ных режимов, а также повысить производительность труда оператора-испытателя и надежность (достоверность) экспериментальных данных.

Составитель P.Ñàëüêîâà

Редактор В.Данко ТехредЛ, Сердюкова Корректор Л.Бескид

Тираж 446

Заказ 137

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðoä, ул. Гагарина, 101