Способ и устройство для диагностирования машин

Авторы патента:

G01M13/00 - Испытание деталей машин (исследование мощности резания режущих инструментов G01N, например G01N 3/58)

Владельцы патента RU 2567017:

Глушков Сергей Сергеевич (RU)

Группа изобретений относится к измерительной технике, в частности к техническому диагностированию машин и их деталей, и может быть использована для измерения динамических характеристик машин. Для осуществления способа диагностирования на валу или нескольких валах машины жестко закрепляют датчики в одном и более сечениях, измеряющих осевые и изгибные нагрузки при колебаниях вала или валов. При этом сигналы синхронизируют между собой по фазе, измеренные и преобразованные динамические характеристики передают потребителю. Устройство состоит из датчиков, усилителей сигналов от датчиков осевых и изгибных нагрузок, передатчиков и накопителей сигнала от осевых и изгибных нагрузок, блока оценки временных интервалов от нескольких датчиков осевых и изгибных нагрузок, блока оценки временных интервалов от нескольких датчиков осевых и изгибных нагрузок. Датчики, включающие сенсоры, элементы питания, устройство для преобразования, передачи и хранения информации, жестко закрепляют на составном валу или различных валах машины. При этом к одному преобразователю или элементу питания или блоку хранения информации, блоку передачи информации подключают один и более сенсоров. Технический результат заключается в повышении точности и достоверности измерений нагрузок на валах. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

Группа изобретений относится к техническому диагностированию машин и их деталей и предназначена для измерения динамических характеристик при производстве машин, их эксплуатации при различных режимах, для оценки предельно-допустимых режимов работы, а также характеристик мало- и многоцикловой усталости материала. В частности, изобретение может быть использовано для диагностирования технического состояния, регулирования процесса передачи нагрузок, оценки потребляемой мощности при работе различных машин и потребителей энергии при бурении скважин, работе судовых энергетических установок, энергетических машин и для др. объектов.

Известны способ и система для тестирования функционирования вращающихся машин (з. WO 99/66335, кл. G01P 3/489, G01R 31/34, G01L 3/00 публ. 23.12.1999, РФ №2229135, опубл. 20.05.2004), где достигается высокоточное измерение угла поворота для получения характеристики «скорость-время» или ее функции. Для чего присоединяют к валу цифровой преобразователь углового положения, генерирующий непрерывно следующие друг за другом логические уровни (высокий и низкий) во время соответствующих непрерывно следующих друг за другом интервалов времени. За счет высокой разрешающей способности измерения достаточно точно определяется динамическое функционирование и функционирование в стационарном режиме.

Однако погрешности в рабочем цикле преобразователя и определение только одной характеристики не позволяют достоверно определить параметры тестирования вращающихся машин.

Известно устройство для контроля крутильных колебаний (см. патент РФ №2044285, кл. G01H 9/00 опубл. 20.09.95), содержащее закрепляемый на объекте корпус, выполненный в виде двух сообщающихся сосудов, размещенный в корпусе инерционный элемент, источник света, световод, установленный в корпусе и оптически связанный с инерционным элементом, в качестве которого используется ртуть, и источником света, измерительный блок с фотопреобразователем.

Данное устройство имеет недостатки, заключающиеся в том, что невозможно измерение крутильных колебаний с частотой более 1 Гц и, кроме того, в нем используется вредный материал - ртуть.

Известен способ определения крутящего момента, заключающийся в преобразовании деформаций кручения вала в электрический сигнал с помощью закрепленных на нем тензорезисторов, регистрации и сравнении электрических сигналов на рабочих и холостых режимах (см. патент РФ №2017097, кл. G01L 1/22, опубл. 30.07.1994). Способ определения осевого усилия и крутящего момента, позволяющий уточнить измерение осевых нагрузок, возникающих в валах.

Данный способ позволяет уточнить величину измеряемого осевого усилия путем введения экспериментально определяемой поправки, но принципиально проблему повышения точности измерения крутящих моментов и их колебаний он не решает, т.к. недостатком известного способа является низкая точность и недостоверность измерения крутильных силовых нагрузок и их колебаний вследствие угловых ошибок ориентации тензорезисторов при их закреплении на валах, наличия помех при передаче сигналов через токосъемные кольца и щетки, а также ограниченным частотным диапазоном передаваемых сигналов.

Известен торсиограф (см. патент РФ №2059208, кл. G01H 1/10, опубл. 27.04.1996) для измерения крутильных колебаний валопроводов энергетических установок, содержащий сейсмическую массу, корпус с упругой связью между ними, подшипники, блок регистрации взаимного углового положения сейсмической массы и корпуса, состоящий из рефлектора, поляроидов, статора, источника света, фотоприемника, блока питания и регистратора, что позволяет устранить влияние электромагнитных полей на канал передачи информации и повышает точность измерений крутильных колебаний.

Однако известный торсиограф сложен конструктивно и не может использоваться в произвольном месте вала, а закрепляется только на его торцевой части, что ограничивает условия его использования, а также в этом случае исключается возможность регистрации угловых колебаний, связанных с действием колебательных крутильных нагрузок (на торцевой части вала можно зарегистрировать только собственные крутильные колебания).

Известен способ диагностирования валов роторных машин, передающих крутильные нагрузки (РФ №2239803, кл. G01L 1/22, G01H 9/00, опуб. 10.11.2004) - взят за ближайший аналог как по способу, так и по устройству, поскольку устройство достаточно полно представлено в описании к данному изобретению. Для осуществления диагностирования на валу устанавливаются два импульсных датчика углового положения вала, фиксирующих его крутильные колебания. В процессе вращения ненагруженного вала производят синхронизацию сигналов от этих датчиков по фазе измеряемых крутильных колебаний. При работе нагруженного вала фиксируют сдвиги импульсов сигналов крутильных колебаний в двух сечениях вала, расположенных на расстоянии друг от друга, и по разности значений этих сдвигов определяют угловые деформации, вызванные колебаниями крутящего момента в линии привода машины. Для уточнения измерений моментных нагрузок холостого хода вначале измеряют сдвиг импульсов, регистрируемый двумя датчиками при вращении вала в одном и другом направлениях. После этого к величине измеряемого сдвига импульсов, при работе вала под нагрузкой, прибавляют половину измеренного ранее сдвига. Технический результат заключается в повышении точности и достоверности определения моментных нагрузок на вращающихся валах.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известных способа и устройства, описанных в ближайшем аналоге, относится то, что на валу устанавливаются только датчики крутильных колебаний, определяющие лишь угловые деформации, вызванные колебаниями крутящего момента в валовой линии машины, что не позволяет полно определить напряженно-деформированное состояние деталей машин, а следовательно, получить достоверные диагностические параметры не представляется возможным, также отсутствует возможность совершенствования проектирования и изготовления машин.

Сущность предлагаемой группы изобретений заключается в следующем.

Задачей, на решение которой направлена группа изобретений, является совершенствование методов проектирования, доводки, испытаний и диагностики, повышение точности и достоверности диагностирования технического состояния машин и их деталей.

Технический результат, который получен при осуществлении группы предлагаемых изобретений:

1. Возможность совершенствования методов проектирования, доводки, испытаний и диагностики как машин в целом, так и их деталей за счет определения напряжений от изгибающих нагрузок в валах, осевых нагрузок в валах, напряжений в валах от совместного действия крутильных и изгибающих нагрузок, от совместного действия крутильных, изгибных и осевых нагрузок за счет установки нескольких датчиков и проведения синхронных измерений по фазе.

2. Улучшение качества диагностики за счет сокращения измерительного тракта и исключения передачи непреобразованного сигнала, что достигается расположением датчиков на валу, и/или на составном валу, и/или на валах машины, а также за счет исключения влияния на результат измерений колебаний опоры, и/или опор вала, и/или машины, за счет расширения исследуемого диапазона частот колебательных процессов.

1. Указанный технический результат достигается за счет того, что в известном способе диагностирования машин, заключающемся в преобразовании угловых поворотов вала в электрические сигналы, особенности согласно изобретению заключаются в следующем:

- осевые, и/или изгибные, и/или крутильные колебания вала и/или постоянные составляющие от крутильных, и/или осевых, и/или изгибающих нагрузок преобразуют как в соответствующие электрические, так и цифровые сигналы, получаемые от чувствительных элементов и приемников сигнала, расположенных на валу, и/или на составном валу, и/или на различных валах машины, в одном и более сечениях, при этом сигналы синхронизируют по фазе между собой, таким образом, вышеуказанный способ расположения нескольких чувствительных элементов (сенсоров) позволяет получить более достоверные показатели напряженно-деформированного состояния диагностируемого объекта;

- измеряют динамические характеристики на холостом ходу и под нагрузкой, одновременно с постоянной составляющей деформации вала от крутильных, изгибных и осевых нагрузок, таким образом определяют потребляемую и генерируемую мощность;

- определение угловых поворотов вала, перемещений и изгиба получают в виде преобразованных динамических характеристик «время-время» и/или «перемещение-время» и/или производных динамических характеристик «скорость-время» и/или «ускорение-время» и умножают на сумму моментов инерции деталей, приведенную к оси вращения вала для получения статического соотношения «момент - скорость» и «напряжения-скорость», таким образом определяют действительные напряжения от постоянных и переменных во времени нагрузок;

- значения напряжений в валах в любой момент времени получают раздельно для воздействия крутильных, изгибных и осевых нагрузок, что позволяет получить более точный результат;

- изменяют масштаб измеряемых напряжений с помощью штанги при постоянном расстоянии между сечениями вала, где зафиксированы датчики;

- изменяют масштаб измеряемых напряжений за счет изменения расстояния по длине вала между соответствующими осями сенсоров; оба указанных выше признака необходимы для исследования форм колебаний с малыми амплитудами, выделения и идентификации отдельных форм колебаний;

- измеряют колебания в виде непрерывной функции с заданной частотой дискретизации, что необходимо для расширения исследуемого диапазона частот колебаний;

- измерения динамических характеристик на валу, и/или на составном валу, и/или на различных валах машины синхронизируют по фазе с измеренными сигналами, вызванными колебаниями опоры и/или опор вала или машины, что исключает влияние колебаний опоры на результаты измерений колебаний вала;

2. В известном устройстве для диагностирования машин, состоящем из датчиков, усилителей сигналов от датчиков крутильных нагрузок, передатчиков и накопителей сигнала от крутильных нагрузок, блока оценки временных интервалов от одного датчика крутильных нагрузок, блока оценки временных интервалов от нескольких датчиков крутильных нагрузок, блока оценки крутящего момента и его колебаний, особенности согласно изобретению заключаются в том:

- что датчики, включающие сенсоры, элементы питания, устройство для преобразования, передачи и хранения информации, жестко закрепляют на валу, и/или на составном валу, и/или на различных валах машины, при этом устройство содержит два и более датчика, расположенные в двух и более сечениях, а к одному преобразователю, и/или элементу питания, и/или блоку хранения информации, и/или блоку передачи информации подключают один и более сенсоров, таким образом крепление на валу датчиков, преобразователей и блоков позволяет сократить измерительный тракт от сенсоров, а крепление на валу нескольких датчиков позволяет более точно и полно определить динамические характеристики машин и напряжения в валах;

- наличием передатчиков и накопителей сигнала от изгибных и/или осевых нагрузок, блока оценки временных интервалов от одного датчика осевых и/или изгибных нагрузок, блока оценки временных интервалов от нескольких датчиков изгибных и/или осевых нагрузок, что позволяет измерять, обрабатывать, сохранять и передавать пользователю информацию о действующих в валовой линии изгибающих и осевых нагрузках.

- содержит штангу с изменяемой высотой конструкции для крепления сенсора и/или сенсоров, таким образом, штанга позволяет изменить масштаб измеряемых физических величин без изменения чувствительности сенсоров;

- поперечное сечение корпуса датчика, закрепляемого на валу, выполняют по форме, близкой к кольцу или в виде кольца, это позволяет минимизировать вносимый дисбаланс и добавочный момент инерции валовой линии исследуемой машины;

- сенсор, преобразователи, элементы питания и прочие детали датчика располагают равномерно по длине и по сечению корпуса, а также по валу, и/или составному валу, и/или валам, что позволяет минимизировать влияние массы и момента инерции датчика на развитие колебательных процессов машины;

- дополнительно устанавливают датчик вибрации на опору, и/или опоры вала, и/или машины, что позволят исключить при расчете деформаций и напряжений, искажающих результат, показатели вибрации опор;

- датчик и/или датчики устанавливают на платформе, которая жестко закреплена на валу любым известным способом;

- корпусы датчика и/или датчиков изготавливают заодно с платформой.

Оба вышеуказанных признака позволяют надежно и жестко закрепить датчики на валах машины.

Способ осуществляется, а устройство для его осуществления работает следующим образом.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для диагностирования машин.

Устройство (фиг.1) состоит из одного или нескольких датчиков 1, (на фиг.1 показано два датчика), датчики 1 жестко закрепляют на валу, и/или составном валу, и/или валах (на фиг.1 не показаны), при этом корпус датчика выполняют по форме, близкой к кольцу или в виде кольца. В альтернативном исполнении датчики устанавливают на платформу, которую жестко крепят к валу, при этом корпус датчика 1 может быть выполнен заодно с платформой. Каждый датчик 1 состоит из сенсора 2 или множества сенсоров 2 (на фиг.1 показан один сенсор), соединенных каналом обмена информацией и/или питания сенсора 3 (далее канал 3) с блоком питания, и/или обработки, и/или хранения, и/или синхронизации, и/или передачи информации 4 (далее блок 4), при этом сенсоры 2 позиционируют на объекте таким образом, чтобы совпадало направление их соответствующих осей, а также канала обмена информацией и/или питания и/или синхронизации 5 (далее канал 5) датчика 1 и потребителя 6 или группы потребителей (на фиг.1 показан один потребитель), например персональный компьютер или другое устройство, также сенсоры 2 располагают в непосредственной близости от блока 4, а позиционирование осей сенсоров 2 относительно вала осуществляют в направлении продольной оси вала и/или в плоскостях поперечных сечений вала, и/или составного вала, и/или валов. Сенсор 2, преобразователи, элементы питания и прочие элементы датчика 1 располагают равномерно по длине и по сечению его корпуса и вала. Для изменения масштаба измерений физических величин без изменения чувствительности сенсора 2 используют штангу (на фиг.1 не показана).

Измерения динамических характеристик «время-время», и/или «перемещение-время», и/или «скорость-время», и/или «ускорение-время» проводят на вращающихся валах. От потребителя 6 к каждому датчику 1 по каналам 5 передаются сигналы, обеспечивающие синхронизацию измерений всех сенсоров 2 по фазе. Измеренный сенсором 2 параметр в токовой, и/или цифровой, и/или иной форме передается по каналу 3 на блок 4. От датчика 1 с использованием блока 4 измеренный сигнал передается потребителю 6 по каналу 5 или любым известным способом в форме электрического и/или цифрового и/или иного обработанного сигнала, при этом колебания измеряют и передают в виде непрерывной функции с заданной частотой дискретизации. Измерения динамических характеристик датчиком 1 проводят при вращении вала на холостом ходу и под нагрузкой, а также в статичном положении вала. При необходимости увеличения масштаба напряжений изменяют расстояние от сенсора 2 до продольной оси симметрии вала с помощью штанги и/или изменяют расстояние по длине вала между соответствующими осями сенсоров 2. Полученный в определенный момент времени сигнал Al(t) с датчика 1, закрепленного в определенной точке на валу по каждой из осей - х, у и z, в виде динамических характеристик Al(t)x, Al(t)y, Al(t)z в функции «время-время», и/или «скорость-время», и/или «ускорение-время» вычитают из соответствующего синхронного по фазе сигнала с A2(t)x, A2(t)y, A2(t)z другого датчика 1, закрепленного в другой определенной точке по длине вала. После вычитания остаются динамические характеристики Арез(t)х, Арез(t)у, Aрез(t)z в функции «время-время», и/или «скорость-время», и/или «ускорение-время» пропорциональные соответствующей деформации участка: изгибу в вертикальной и/или горизонтальной плоскости, кручению, осевому смещению. Для исключения влияния колебаний, передающихся от опор к валам, из разности сигналов, пропорциональных деформациям участков, вычитаются колебания по соответствующим осям A3(t)x, A3(t)y, A3(t)z датчика 1, закрепленного на опоре. В результате вычитания получают функции Aрез(t)xo, Aрез(t)yo, Apeз(t)zo. Вычитаться могут как динамические характеристики в детерминированном варианте, так и в функции времени с заданной частотой по формулам вида:

Арез(t)х=А1(t)x-A2(t)x;

Apeз(t)y=A(t)y-A2(t)y;

Арез(t)=А1(t)z-A2(t)z;

Apeз(t)xo=(A1(t)x-A2(t)x)-A3(t)x;

Apeз(t)yo=(A1(t)y-A2(t)y)-A3(t)y;

Apeз(t)zo=(A1(t)z-A2(t)z)-A3(t)z.

В дальнейшем, динамические характеристики, обработанные по формулам, представленным выше, используют для вычисления возмущающих и потребляемых моментов, деформаций и напряжений.

Таким образом вышеизложенные сведения свидетельствуют об обеспечении достижения усматриваемого заявителем технического результата при воплощении заявленной группы изобретений, а именно при использовании способа и устройства для диагностирования машин возможно получение данных для совершенствования методов проектирования, доводки, испытаний и диагностики как машин в целом, так и их деталей, а также улучшения качества диагностики, что подтверждено изготовлением опытного образца устройства для диагностирования машин с использованием новой компоновки и конфигурации известных из уровня техники комплектующих, например преобразователей, накопителей информации, средств связи, акселерометров и/или датчиков виброскорости и/или датчиков виброперемещений, и проведением при его использовании диагностики судовой движительной установки теплохода «РТ-372», проекта №911В, эксплуатируемого ООО «Нижневартовский речной порт», г. Нижневартовск, составлен заявителем отчет №Т.10.13/911В от 29 июля 2013 года, при этом на основании заявленного способа сделан вывод о развитии напряжений в валовых линиях движительных установок, определено их техническое состоянии и сформулированы рекомендации по выбору благоприятных режимов эксплуатации судовой движительной установки теплохода.

1. Способ диагностирования машин, заключающийся в преобразовании угловых поворотов вала в электрические сигналы, отличающийся тем, что осевые, и/или изгибные, и/или крутильные колебания вала и/или постоянные составляющие от осевых и/или изгибающих нагрузок преобразуют в соответствующие электрические и цифровые сигналы, получаемые от чувствительных элементов и приемников сигнала, расположенных на составном валу и/или на различных валах машины, в одном и более сечениях, при этом сигналы синхронизируют по фазе между собой.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что измеряют динамические характеристики на холостом ходу и под нагрузкой одновременно с постоянной составляющей деформации вала от изгибных и осевых нагрузок.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что значения напряжений в валах в любой момент времени получают раздельно для воздействия изгибных и осевых нагрузок.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что изменяют масштаб измеряемых напряжений с помощью штанги при постоянном расстоянии между сечениями вала, где зафиксированы датчики.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что изменяют масштаб измеряемых напряжений за счет изменения расстояния по длине вала между соответствующими осями сенсоров.

6. Устройство для диагностирования машин, состоящее из датчиков, усилителей сигналов от датчиков изгибных и/или осевых нагрузок, передатчиков и накопителей сигнала от изгибных и/или осевых нагрузок, блока оценки временных интервалов от одного датчика крутильных нагрузок, блока оценки временных интервалов от нескольких датчиков изгибных и/или осевых нагрузок, отличающееся тем, что датчики, включающие сенсоры, элементы питания, устройство для преобразования, передачи и хранения информации, жестко закрепляют на составном валу и/или на различных валах машины, к одному преобразователю, или элементу питания, или блоку хранения информации, или блоку передачи информации подключают один и более сенсоров.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что содержит штангу с изменяемой высотой конструкции для крепления сенсора и/или сенсоров.

8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что поперечное сечение корпуса датчика, закрепляемого на валу, выполняют по форме, близкой к кольцу или в виде кольца.

9. Устройство по п.6, отличающееся тем, что датчик и/или датчики устанавливают на платформе, которая жестко закреплена на валу любым известным способом.

10. Устройство по п.6, отличающееся тем, что корпусы датчика и/или датчиков изготавливают заодно с платформой.

Изобретение относится к области испытательной техники, в частности к способам проведения однонаправленных испытаний на износ динамическим способом для определения механического ресурса шаровых шарниров передней подвески легкового автомобиля.

Стенд для исследования теплового состояния поршней двухтактных двигателей внутреннего сгорания // 2560852

Изобретение относится к испытательным стендам и может быть использовано преимущественно в ходе научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, а также в период доводки двигателей внутреннего сгорания.

Измерение повреждения термического барьера лопатки турбины // 2559099

Способ оценки повреждения термического барьера, нанесенного на деталь, выполненную на металлической подложке, причем упомянутый термический барьер включает в себя подслой из алюминия и слой из керамического материала с колончатой структурой, причем упомянутый подслой расположен между упомянутой подложкой и упомянутым керамическим слоем.

Способ испытания узлов станка при исследовании // 2557851

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при комплексных исследованиях металлорежущих станков. Способ включает импульсное воздействие с заданными параметрами на испытательную поверхность исследуемого узла станка быстросменным элементом ударного устройства, на которое устанавливают дополнительный сменный элемент, выполненный в виде сплошного цилиндра с заданной массой, при этом подаваемое на исследуемый узел усилие измеряют с помощью пьезоэлектрического динамометра, подключенного к блоку обработки данных.

Способ определения длительности этапов эксплуатации циклически нагруженных поверхностей деталей машин // 2557346

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для изучения процесса работы поверхностей деталей машин. Согласно заявленному способу определения длительности этапов эксплуатации циклически нагруженных поверхностей деталей машин регистрируют изменения во времени параметра состояния контактирующих поверхностей деталей, нагруженных в соответствии с реальными условиями эксплуатации.

Способ диагностики шпиндельного узла // 2548538

Способ включает закрепление на станине шпиндельной бабки со шпиндельным узлом, фиксирование сигналов от датчиков колебаний и направление их через усилительно-преобразующую аппаратуру в компьютер.

Стенд для испытания пар трения "вал-втулка" // 2541424

Изобретение относится к машиностроению, к испытаниям и стендам испытательным, в частности может быть использовано для испытания на износ пар трения вал-втулка, которые вращаются на определенный угол и воспринимают двухстороннюю радиальную нагрузку.

Способ вибродиагностики упругой системы станка с применением генератора силового воздействия, входящего в систему "станок-приспособление-инструмент-деталь" // 2535334

Изобретение предназначено для проведения диагностики упругой системы металлорежущих станков. Способ вибродиагностики упругой системы станка с применением генератора силового воздействия, входящего в систему «станок-приспособление-инструмент-деталь», заключающийся в том, что осуществляют на входе гармоническое, импульсное или случайное возбуждение в упругой системе станка и замеряют отклик системы на выходе, при этом для получения динамических характеристик возбуждают исследуемую конструкцию с помощью замеряемой динамической силы, отличающийся тем, что гармоническое и случайное возбуждение обеспечивают с помощью пьезокерамического контактного вибратора, а для создания импульсного силового воздействия применяют генератор, после чего сигналы подают на двухканальный спектроанализатор, в котором получают с помощью спектрального анализа сложных сигналов, основу которого составляет быстрое преобразование Фурье, частотные характеристики, а поступающие на входы анализатора аналоговые сигналы фильтруют, отбирают и преобразуют с помощью аналого-цифрового преобразователя в цифровую форму для получения серий цифровых данных - реализации, а по скорости выборки и продолжительности реализации определяют частотный диапазон и разрешающую способность при анализе исследуемых характеристик, а подаваемое на исследуемый объект усилие при точении резцом оправки измеряют с помощью пьезоэлектрического динамометра.

Универсальный стенд для испытания грузозахватных приспособлений // 2534813

Изобретение относится к оборудованию для контрольных испытаний грузозахватных приспособлений на прочность без разборки последних. Стенд содержит вертикально расположенную пространственную раму, лебедку, силовой гидроцилиндр и насосную станцию.

Неразрушающий контроль уплотняющего элемента // 2529292

Изобретение относится к устройству для контроля кольцевого уплотнителя, проходящего по поверхности барабана облопаченных дисков ротора. Устройство содержит каретку, имеющую по меньшей мере два направляющих колеса и несущую датчик, в рабочем положении обращенный к кромке проверяемого уплотнителя и расположенный на заданном расстоянии от нее.

Стенд для усталостных испытаний на кручение коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания // 2570333

Изобретение относится к испытательной технике и испытаниям на усталостную прочность при кручении. Стенд содержит сервогидравлическое нагружающее устройство (СНУ), элемент коленчатого вала (1), один конец которого жестко крепится через фланец отбора мощности к вертикальной неподвижной стойке (7). Напрессованный с натягом на свободный конец вала каток (2) имеет возможность свободно кататься по опорной плите (5), которая жестко крепится к столу СНУ. Сопряженная с катком (2) поверхность опорной плиты (5) повторяет форму опорной поверхности катка (2). К катку (2) крепится рычаг (4), на который через сферический упор (6), присоединенный к СНУ, передается эксцентричная нагрузка от поршня СНУ, под действием которой жестко связанный с рычагом (4) каток (5) может совершать качательное движение вокруг оси, совпадающей с продольной осью коленчатого вала (1) и передавать крутящий момент элементу коленчатого вала (1). Технический результат заключается в обеспечении задания произвольного закона нагружения. 1 ил.

Способ определения стойкости инструмента // 2570604

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при определении стойкости инструмента методом, основанным на корреляции между магнитными и физико-механическими свойствами. Для определения стойкости инструмента, работающего в составе пресса для холодной обработки металлов давлением при рабочей нагрузке в плоскости, перпендикулярной плоскости обработки, измеряют коэрцитивную силу на наиболее нагруженных участках инструмента в процессе его эксплуатации. Измерение производят в плоскости обработки в направлениях, параллельном и перпендикулярном плоскости рабочей нагрузки на инструмент. Полученные значения сопоставляют с критическими и производят оценку текущего ресурса инструмента. Для оценки используют наименьшее из рассчитанных по приведенным формулам значений текущего ресурса. В результате при определении стойкости инструмента обеспечивается учет влияния конструкции и материала инструмента, степени износа и рабочей нагрузки на технологической операции, что позволяет повысить точность определения. 2 ил., 2 табл., 1 пр.

Устройство для испытания на прочность лопаточного диска турбомашины с вильчатым соединением // 2579170

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для испытания на прочность лопаточных дисков турбомашин с вильчатым соединением. Устройство содержит тяги, предназначенные для связи с захватами испытательной машины и с элементом обода диска посредством заклепок, предназначенных для размещения в крепежных отверстиях элемента обода диска, четыре планки - верхнюю и нижнюю, расположенные горизонтально параллельно друг другу, правую и левую, расположенные вертикально параллельно друг другу и перпендикулярно верхней и нижней планкам, причем верхняя планка содержит пять отверстий, равномерно отстоящих друг от друга, нижняя, правая и левая планки содержат по три отверстия, равномерно отстоящих друг от друга, при этом отверстия, расположенные справа и слева от центрального отверстия верхней планки, а также центральные отверстия нижней, правой и левой планок предназначены для соединения и передачи усилий от соответствующих захватов двухосной испытательной машины. Технический результат заключается в создании эксплуатационных условий нагружения одновременно в трех верхних крепежных отверстиях элементах обода диска. 1 ил.

Способ испытания на прочность лопаточного диска турбомашины с вильчатым соединением // 2579171

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам определения прочности лопаточных дисков турбомашин с вильчатым соединением. Способ заключается в создании эксплуатационных условий нагружения одновременно в трех верхних крепежных отверстиях элементах обода диска. При этом устанавливают устройство нагружения в захваты испытательной машины, формирующей нагрузку, закрепляют элемент обода диска в устройстве нагружения, прикладывают нагрузку от испытательной машины к крепежному отверстию элемента обода диска. Устройство нагружения устанавливают в захваты двухосной испытательной машины, нагрузку от испытательной машины через устройство нагружения прикладывают дополнительно еще к двум крепежным отверстиям элемента обода диска и распределяют нагрузку одновременно на три верхних крепежных отверстия элемента обода диска, в каждом из которых формируют заданное усилие S, равное по величине и направлению центробежной силе лопаток, при этом горизонтальное FГ и вертикальное FB растягивающие усилия, задаваемые двухосной испытательной машиной, определяют из уравнений. Технический результат заключается в возможности моделировать в процессе стендовых испытаний эксплуатационные условия нагружения и поврежденность в критических зонах дисков турбомашин. 1 ил.

Способ определения предварительного осевого натяга подшипниковых опор ротора // 2583337

Изобретение относится к приборостроению, в частности к способам испытания подшипниковых опор ротора, и может быть преимущественно использовано при определении предварительного осевого натяга подшипников качения ротора. Способ включает возбуждение собственных колебаний вала ротора и измерение параметров колебаний. Для каждого типа роторов, имеющих в опорах подшипники качения, выводятся экспериментальным путем зависимости относительной частоты пика от установки предварительного натяга. Для измерения и контроля силы предварительного натяга в конструкцию ротора предварительно вносят изменения: вдоль оси вала ротора между регулировочным винтом установки предварительного натяга и пружиной при минимуме вмешательства в конструкцию узла устанавливается датчик силы, а на корпус ротора в области передней опоры на одной оси с направлением приложенной силы удара крепится датчик виброускорения. Воздействуя силовым импульсом малой длительности (т.е. упругим ударом), получают отклик виброускорения, что позволяет вычислить относительную частоту пика и сопоставить ее с показаниями датчика силы. Проделав эксперимент для всего рабочего диапазона установки предварительного осевого натяга, получают зависимость относительной частоты пика от величины установки предварительного натяга. Технический результат заключается в повышении точности определения осевого натяга. 2 ил., 1 табл.

Способ исследования динамических свойств вращающегося ротора // 2585800

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к способам снижения вибраций турбомашин, и может быть использовано в авиационных газотурбинных двигателях, испытательных стендах, роторы которых оборудованы упругими опорами. Способ включает установку ротора на нелинейную и жесткую стендовые опоры с установленным на последней вибродатчиком, в качестве нелинейной стендовой опоры применяют упругую опору с плавно регулируемой жесткостью, с установленным на ней вибродатчиком и при достижении 100% нормируемых значений вибраций жесткой стендовой опоры и/или нелинейной стендовой опоры, замеряемых в процессе испытаний, плавно изменяют жесткость нелинейной стендовой опоры до снижения упомянутых значений ниже предела 90% нормируемых значений. Технический результат заключается в стабилизации уровня вибраций в процессе испытаний, повышении надежности испытательного стенда и упрощении его конструкции. 1 ил.

Стенд для циклических испытаний газодинамических подшипников // 2587758

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при испытаниях и доводке газовых подшипников высокооборотных турбомашин. Стенд содержит вал, установленный в радиальном подшипнике, закрепленном на станине стенда, установленный на валу испытуемый газодинамический подшипник, размещенный в корпусе, подвижном относительно станины, приводное устройство, соединенное с валом, нагрузочное устройство, связанное с указанным корпусом испытуемого газодинамического подшипника, и измерительную систему с датчиком частоты вращения вала и блоком обработки данных. Дополнительно он снабжен устройством подачи горячего воздуха для подогрева газодинамического подшипника до рабочих температур, корпус газодинамического подшипника выполнен с двумя полостями, размещенными по разные стороны газодинамического подшипника, причем полости пневматически связаны между собой посредством последнего и снабжены уплотнениями, размещенными по сторонам, противоположным газодинамическому подшипнику, первая полость выполнена с возможностью приема горячего воздуха и связана с выходом устройства подачи горячего воздуха, а вторая - с возможностью выпуска воздуха и связана с атмосферой, приводное устройство выполнено в виде высокоскоростного электродвигателя, а нагрузочное устройство - в виде тяги, прикрепленной к корпусу испытуемого газодинамического подшипника и соединенной с тягой тарелки с тарированными грузами, измерительная система снабжена датчиками вертикальных и горизонтальных перемещений корпуса газодинамического подшипника, датчиком его вибраций, датчиком температуры газодинамического подшипника, датчиками температуры воздуха, размещенными в первой и второй полостях, и устройством измерения момента трения в газодинамическом подшипнике в виде горизонтально расположенного рычага, закрепленного на корпусе газодинамического подшипника, и датчика силы, закрепленного на станине стенда и контактирующего со свободным концом рычага, при этом выходы датчиков связаны с соответствующими входами блока обработки данных. Технический результат заключается в повышении точности результатов испытаний. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Стенд для испытания рабочих органов дорожно-строительных машин // 2589757

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к оборудованию для испытания рабочих органов дорожно-строительных машин. Стенд для испытания рабочих органов дорожно-строительных машин содержит опорную раму со стойками, установленную на опорной раме несущую плиту с упорами для фиксации исследуемого образца грунта, взаимодействующего с испытываемым рабочим органом. Стенд также содержит механизм поперечного перемещения несущей плиты в горизонтальной плоскости и механизм продольного перемещения рабочего органа в горизонтальной плоскости, привод которого снабжен тяговой цепью, на которой закреплен захват с возможностью перемещения рабочего органа вдоль стенда на направляющих, закрепленных в стойках опорной рамы параллельно несущей плите. Дополнительно содержит винтовой механизм перемещения рабочего органа в вертикальной плоскости, выполненный в виде ползуна, содержащего корпус, в котором с помощью резьбового соединения установлен винт с возможностью вертикального перемещения и взаимодействия с расположенным в корпусе четырехгранником, жестко соединенным с тензометрической головкой, на которой с помощью жестко соединенного с ней кронштейна, пальца и подшипников качения установлен с возможностью вращения на пальце рабочий орган. Технический результат заключается в повышении эффективности стенда. 2 ил.

Способ контроля целостности бандажных полок лопаточного аппарата паровых турбин // 2591477

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на тепловых электростанциях (ТЭС) на паровых турбинах низкого давления, имеющих лопатки с бандажными полками, и предназначено для контроля целостности бандажных полок с возможностью контроля количества расцеплений на контролируемой турбинной ступени в процессе эксплуатации. При этом дефект зацепления бандажных полок рабочих лопаток определяют по появлению сигнала от расцепленных бандажных полок рабочих лопаток, а величину расцепления бандажных полок лопаток L (мм) рассчитывают по формуле: где Time - временной интервал, замеренный между импульсами разной полярности, вызванный наличием дефекта; Rpm - частота вращения ротора турбины с диагностируемыми лопатками; D - диаметр диагностируемой ступени по бандажным полкам (мм); Pi - число пи; 1 - единица; далее полученное значение величины расцепления бандажных полок рабочих лопаток L сравнивают с длиной бандажной полки и определяют степень повреждения рабочей ступени. Заявляемое техническое решение позволяет расширить области его применения за счет простоты реализации процесса измерений на энергетических объектах - паровых турбинах - без установки индукторов в бандажные полки лопаток и повысить надежность системы измерений за счет отсутствия недолговечных элементов измерительной схемы - индукторов, и отсутствия датчика фазы. 3 ил.

Способ оценки остаточного ресурса полой металлической детали, работавшей в условиях ползучести // 2599273

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на тепловых электростанциях для мониторинга прочности ответственного оборудования в процессе его эксплуатации, например паропроводов и корпусных элементов оборудования высокого давления. Сущность: периодически при останове оборудования известным способом проверяют наличие и уровень микроповрежденности наружной поверхности контролируемой детали. При достижении установленного опасного значения указанного уровня из неответственной части контролируемой детали изготавливают серию из нескольких одинаковых образцов круглого поперечного сечения. Каждый из указанных образцов испытывают на разрыв с нагревом образца для создания в нем при нагружении условий ползучести. Оценивают остаточный ресурс контролируемой детали путем математической обработки результатов указанных испытаний. Причем на каждый из указанных образцов наносят острый кольцевой надрез, моделирующий известным способом достигнутый уровень микроповрежденности на поверхности контролируемой детали, а заданное значение механического напряжения в указанном образце при его испытании поддерживают в гладкой части образца за пределами указанного кольцевого надреза. Технический результат: обеспечение возможности учета при испытании образцов уровня микроповрежденности контролируемой детали и проведения указанных испытаний при рабочих параметрах эксплуатации данной детали. 2 з.п. ф-лы, 4 ил., 3 табл.