Устройство для измерения крутящего момента на валу регулятора сопла газотурбинного двигателя

 

ОПИСАНИ-Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ (и) 614342

Сеюз Советскмя

Сацмалщтическик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (63) Дополнительное к авт. свмд-ву

{22) Заявлен0310876 (2Ц 2396763/18-10 с присоединением заявки ЭЙ

{33) Приорнтет

{43j Опубликовано 050778 Бюллетень,яа 25

{45) Дата опубликования описания 300578 (54) N. Ka

С(01 4 3/04

Государствеииый комитет

Совета Министров СССР ио деяам изобретений и открытий (6З) 33M 531.781 (08&. 8) P2) Авторы изобретения

Л.В.Карсавин и Б.А.Буханов (73) Заявитель (54) УСТРОЯСТВО ДЛЯ ИЗИЕРЕНИЯ КРУТЯЩЕГО

?ЮИЕНТА НА ВАЛУ РЕГУЛЯТОРА СОПЛА

ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относвтся к силоизмерителъной технике и может быть использовано для измерения крутящего момента, например, на валу регулятора сопла, управляющего силовьвеи цилиндрами для перемещения створок сопла газотурбинного двигателя (ГТД) .

Известны устройства для измерении крутящего момента (Иа ), содержащие ведущий зал с гидравлйческим устрой- )0 ством для мгновенного замера иеличины крутящего момента и выдачи результатов измерения на показывающий прибор(1).

Эти устройства не обеспечивают из- )5 мврення крутящего момента прн изменениях направления вращения вала и не предохраняют систему от поломки при заклиниваниях и эатираниях в элементах кинематики. ЯО

Наиболее близккм по технической сущности является устройство для измерения момента на валу регулятора сопла газотурбинного двигателя, содержащее ведущий и ведомый валы, кинема- Я тически связанные.между собой с помощьв каретки с роликами, закрепленной на торце ведущего вала, и секторных пазов, расположенных на торце ведомого вала, гидравлическую систем 39 питания, показывающие и записывающие приборы P2).

Недостатками устройства является сложность гидравлической системы литания и низкая точность измерения, обусловленная влиянием температуры окружающей среды, погрешностями в ры» чажной измерительной системе к узлах с сухим трением.

Целью изобретения является повышение точности мзмервнкя и упрощения гидравлической систвава литания.

Эта цель достигается эа счет того, что в устройство введен замкнутый переменный объем, выполненный в виде силь@она с тармрованной цилиндрической пружиной внутри и соединенный через отсечный клапан с помощъв испытуемого регулятора и с одной из полостей силового цилиндра газотурбинного двигателя, а ведомый вал выполнен телескопическим и помещен в замкнутый переменный объем, который соединен также со входами измерительных приборов, выходы которых связакы с .полостъв испытуемого регулятора, которая в свою очередь соединена с полостьв силового цилиндра.

На чертеже показано предлагаемое устройство.

614342

Устройство содержит испытуемый регулятор сопла ГТД 1 с выходным валом

2, ведомый телескопический вал 3, измерительный прибор 4 (дифманометр), включенный в гидромагистраль.

Измеритель крутящего момента поме1щен в корпус 5 и выполнен .в виде переменного объема, например в виде сильфона б, в котором размещена цилиндрическая тарированная пружина 7, уплотнительная втулка 8 и упорный подшипник 9. На торце ведомого вала выполнен симметричный секторный паэ 10, внутри ко1орого фиксируется каретка с роликами 11, закрепленная на ведущем валу 12 с опорным подшипником 13, 15 опирающимся на направляющую втулку 14.

На валу 12 установлена коническая шестерня 15, кинематически связанная со штоком 1b силового гидроцилиндра.

На подвижной перегородке переменного объема (сильфона 6) выполнены разгрузочные отверстия. 17. Замеренная величина крутящего момента фиксируется осциллографом 18, связанным с датчиком 19 перепада давления и показы- 25 вающим прибором 20.

В канале, сообщающем переменный объем (сильфон 6) с управляемой полостью силового гидроцилиндра установлен отсечной клапан 21. ; 0

Устройство работает следующим образом.

Между выходным 2, ведомым 3 и ведущим 12 валами и штоком 1ь силового гидроцилиндра осуществляется кинематическая связь, причем ведущий и ведомый валы проходят через неподвижную

22 и подвижную 23 перегородки переменного объема (сильфона) с прецезионным диаметральным зазором, обеспечивающим их свободное вращение и герметизацию.

Подвижная перегородка 23 имеет возвратно-поступательное осевое перемещение относительно корпуса 5 и вала 3.

К рабочим полостям 24 и 25 по ка" налам 26 и 27 подводится давление

Р,1 я рабочего тела от регулятора 1 сопла ГТД, и к управляемой полости A силового гидроцилиндра к управляемой полости ц силового цилиндра подводится давление Р Q по каналу 28 от регулятора 1.

Доступ давления Р„ 4 в полость

24 переменного объема осуществляется по каналам 27 и 26 через отсечный >5 клапан 21, который всегда открыт при

М „ = 0 и закрыт при всех значениях

М„ > 0 на выходном валу 2.

К внутренней полости 24 объема измерителя крутящего момента (ИКМ) 60 и полости 25 подсоединены входные линии 29 дифманометра 4 и датчика 19 .перепада давлений, к которому подключается осциллограф 18 и показывающий электронный прибор 20.

При этом входная линия 29 дифманометра 4 и датчика 19 подсоединяются к полости 24 переменного объема, а выходная линия 30 соединяется с полостью Рцо 4 испытуемого регулятора сопла через канал 27.

При изменении сигнала изменяются значения давлений 1 sos А и Рцв б и в управляемых полостях силовйх гидроцилиндров. Перепад давлений на поршне 31 изменяется, вызывая перемещение его со штоком 26 внерх или вниз, в зависимости от знака перепада давлений на поршне 31 и перенастраивая тем самым кинематически связанные со штоком 16 створки сопла на заданный режим работы ГТД.

Рейка штока 16, кинематически связанная с ведущим валом 12 привода измерителя момента, поворачивает его.

Причем вал 12 через каретку с роликами 11, секторные пазы 10 и ведомый вал 3 приводит во вращение ныходной нал 2 регулятора 1 сопла ГТД.

В процессе страгивания выходного вала 2, т.е. начала его вращения в ту или иную сторону, на нем воэника— ет М ц, величина которого пропорциональна вытесненному при этом объему рабочего тела из замкнутого переменного объема. Под воздействием значения М„ на валу 2 ролики 11 каретки ведущего вала 12 стремятся выйти из устойчивого положения, которое они занимают в секторных пазах 10 телескопического ведомого вала 3 при М „ О и, накатываясь по их наклонным плоскостям, сжамают вал 3 и тарированную пружину 7, сдвигая при этом подвижную перегородку 23 влево и вытесняя определенный объем рабочего тела, величина которого пропорциональна неличинам М „ и не зависит от направления вращения вала 2. Вытесненный объем рабочего тела и образовавшийся при этом перепад давления между замкнутым переменным объемом и его внутренней полостью 24 и Р< 4 peгистрируется на дифманометре 4, а также передается через датчик 19 перепада давлений для записи на осциллограф 18 и электронный прибор 20.

Во всех случаях заклинивания или затирания в кинематике системы обратной связи управления створками сопла

ГТД, при которых во. никают М„ угрожающие поломке кинематикй регулятора 1 сопла но время стендовых испытаний, ролики 11 каретки ведущего вала 12, сжав тарированную пружину 7 и переместив влево перегородку 23: замкнутого переменного объема ИКМ с полостью 24, выходят из зацепления с секторными пазами 10, разрывают обратную связь и начинают свободно пробуксовывать относительно ведомого вала

3, вращение которого прекращается.

614342

Формула изобретения

ЦНИИПИ Заказ 3685/36 Тираж 1112 Подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Неуправляемый силовой гидроцилиндр (его поршень 31) уходит при этом на один иэ жестких упоров, сигнализируя о неисправностях в системе обратной связи.

При всех значениях М „ О, которые могут быть как в статике, так и на переходных режимах работы ГТД, переменный объем под действием пружины 7 восстанавливается в исходное положение и отсечной клапан 21, открываясь, выравнивает перепад давлений в полостях 24 и 25 ИКИ до ь Р О.

Отверстие 17 в пеРегоРодке 23 пе ременного объема 6 сообщает его периферийную полость 32 с полостью 25

Р р® А, что исключает образование гидравлического упора при перемещениях перегородки 23.

Такое выполнение предложенного устройства повышает точность измерения

N<> и упрощает гидравлическую схему испытания двигателя.

Устройство для измерения крутящего момента на валу регулятора сопла газотурбинного двигателя, содержащее ведущий и ведомый валы, кинематнчески связанные между собой с помощью каретки с роликами, закрепленной на торце ведущего вала, и секторных пазов, расположенных на торце ведомого вала, гидравлическую систему питания показывающие и записывающие приборы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения и упрощения гидравлической системы питания, в него введен замкнутый переменный объем, выполненный в виде силь10 фона с тарированной цилиндрической пружиной внутри и соединенный через . отсечный клапан с полостью испытуемого регулятора и с одной из полостей

15 силового цилиндра газотурбинного двигателя, а ведомый вал выполнен телескопическим и помещен в замкнутый переменный объем, который соединен также со входами измерительных приборов, 20 выходы которых связаны с полостью испытуемого регулятора, которая в свою очередь соединена с полостью силового цилиндра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент Великобритании 9 783531 кл. С 1 Qf 1959.

2. Авторское свидетельство СССР

9 544879, кл. Q 01 g 3/20. 1975..