Установка для испытания рабочих колес турбомашины на прочность и долговечность

Установка для испытания рабочих колес турбомашины на прочность и долговечность

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение отиоситсл к энергомаши1 остроенига и позволяет приблизитьусловия испытания к патур 5ым. Индукционные нагреватели (ИИ) 6, питающиеся от ycTpoiicTna 8 индукционного нагрева, выполнены в кнде плос сих прямоугольных индукторов, Поспеднне установлены с зазором относительно рабочего колеса (РК) 2 и расположены но окружностям в шахматном порядке, а охлаждающие сопла 12 рапномерно установлены по этим же окружностям. Во время разгона РК 2 оно нагревается устройством 8 с заданным температурным распределением по радиусу РК 2, Цри разгонке РК 2 до установившейся максимапьной скорости т-ра РК 2 и его отдельных частей достигает максимального значения и-начинается этагг торможени РК 2 с электроприводом 4, На этапе торможения осуисествляется ох лакодение РК 2 воздухом, ноступаюиц:м через сопла 12, .3 ил, G

(51) 5 G 01 М 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИ! И ОТНРЫТИЙ (46) 30.02.93. Бюп, - 8 (21) 3874132/06 (22) 29, 12,84 (72) Р, С, Бекбулатов, Л. И. Данилуп1кин, Д. С. Еленевский, Л, С. Зимин, А.Л. Карасельников, В ° М, Князев, П. М. Кореьпоги, В, Й. Котенев, В. Д. Кохановский, М. Ю. Лифшиц, Л. Я. Макаровский, Д. В. Орлов, Л, Л, Оськин„ 3. Я. Рапопорт, Б. А. Рогожкин, И, Г. Сипухин, О. Н. Турпак и В, Г. Цодоков (56) Технический отчет ЦИАМ !1 -9281, If.: ЦИАМ, 19 8 1, с, 1 32, jiCIi. (54) УСТАНОВКА ДПЯ ИСПЫТАНИЯ РЛБОЧ1Я

КОХЕС ТУРБОМЛ!!1ИН1! IIA ПРОЧ!!ОСТЬ И

ДОЛГОВЕЧНОСТЬ (57) Изобретение относится к энергомашиностроению и позволяет приблизить условия 11спыт»lния к натурным е

Индукционные нагреватели (И11) 6, пнта1ощиесл. от устройства 8 индукционного нагрева, выполнены в гиде плоских прямоугольных индукторов

Поспедние установлены с зазором относительно рабочего колеса (РК) 2 и расположены по окружностям в maxмятном порядке, а охлаждающие сопла 1? равномерно установлены по этим же окружностям, Во время разгона

РК 2 оно нагреваетсл устройством 8 с заданным температурным распределением по радиусу РК 2, При разгонке РК 2 до установивп1ейся максималь". ной скорости т-ра РК 2 и его отдельнь1х частей достигает максимального значения и начинается эта1т торможенил 1 К 2 с электроприводом 4, На этапе торможения осуществляется ох лажденпе PJ(2 воздухом, поступающ»п1 через сопла 12..3 ил, l 3 > l 378

Изсэс>пете ние отноГнтГЯ сс вне 1)гo ма1пиностроению, н чягтногти к устано11кам для проч11ост fhlx игл1ытаний рабочих f(oJTP Г тур бсэм- алин °

Цб.лью изобретения являетс я приближение условий испытания к натурным»

i!a фиг. 1 представлена схема предлагаемой установки; на фиг, 2 — схема исгпптыээаемого колеса; на фиг. 3 расположение одного из индукторов относительно колеса, Установка для испь1тания рабочих колес турбомаспины содержит вакуумную камеру 1 для размещения испытываемого рабочего колеса 2. Внутри камеры 1 выполнена броневая защита

3, Рабочее колесо 2 гоеди»ено с электроприводом 4 при помощи мультипликатора 5. По обеим сторонам рабочего колеса 2 установлены индукционные нагреватели 6, расположенные в каме1 ре 1 по концентрическим окружностям

7 и питающиеся от устройства 8 индукционното нагрева с Hpçàòlèñèìbfì регулируемым источником питания для индукционных нагревателей 6, расположенных по одной окружности 7. В камеру 1 подведен трубопровод 9 с вакуумным затвором 10, который управляется устройством !1 вакуумирования, предназначенным для понижения давления в камере !. Зто необходимо для снижения мощности электропривода 4, уменьшения времени разгона рабочего колеса 2 и уменьшения его неуправляемого саморазогрева эа счет трения рабочих .лопаток о воздух в камере 1. Для охлаждения рабочего колеса ? с обеих его сторон расположены между индукционными нагревателями 6 охлаждающие сопла 12,.подача воздуха в которые управляется устройством 13, Этсэ устройство управляет и дроссельной заслонкой 14. При подаче воздуха и открытом вакуумном затворе 10 угтройство 11 вакуумирования обеспечиваеп прокачку воздуха через камеру 1. В этот период происходит торможение рабочего колеса 2 с одновременным его охлаждением. Индукционные нагрс натели 6 выполнены в виде плоских прям< угольных индукторов 15, угтано1711енн1.1х г зазором

l6 относительIIo ко11еся 2 и рагположенных по окружи< стям 7 в шахматном порядке, а ox11,1жляюпсие сolffla 12 равнс мерно voT7lff)}lflpffff llo этим же ок5

55 ружностям 7. Тзк кяк ня фи1. 2 Г;1бо чее колесо 2 раэдглено на четыре кольце вых эонь1 I 7 — 20. В пределах каждой кольцевой зоны равномерно распределены по четыре плоских индуктора 15, причем индукторы четных кольцевых эон смеспены на 45 отногительно индукторов нечетных эон, В пределах каждой зоны между индукторами 15 для охлаждения рабочего колеса 2 равномерно установлены охлаждающие сопла 12 в количестве, в четыре раза превьппающем количество индукторов 15. Каждый из индукторов 15 содержит токопровод 21 прямоугольного сечения, внутри которого циркулирует вода для охлаждения, магнито-. провод 22, выполненный в виде П-о6разного сердечника, наружная поверхность которого охлаждается водой, и токоподводящие шины 23, Установка для испытания рабочих колес турбомашин на прочность и долговечность работает следующим образом.

На установке проводятся циклические испытания рабочих колес 2 для определения их ресурса безотказной работы, лимитируемого накоплением повреждений из-за малоцикловой усталостной прочности. Рабочее колесо. 2, препарированное термопарами и тензодатчиками> устанавливается внутри вакуумной камеры 1, в которой при помощи устройства ll вакуумирования создается необходимое. разряжение.

Циклическое изменение скорости вращения рабочего колеса 2 осуществляется при помощи электропривода 4.

Разгон и торможение рабочего колеса

2 осуществляются с ускорением порядка 30 об/мин.с. Одновременно в процессе разгона рабочего колеса 2 осуществляется его нагрев при помощи устройства 8 индукционного нагрева, а в процессе торможения — охлаждение рабочего колеса 2 при помощи устройства !3, Во время разгона ра- . бочего колеса 2 дроссельная заслонка 14 закрыта, а вакуумный затвор

10 открыт и в камере 1 создается раэряжение ус 1ройстном ll вакуумирования, что позволяет повысить темп разгона рабочего колеса 2 и уменьшить мощность электропривода 4.

Во время разгона рабочего колеса 2 оно нагревается устройством 8 индукционного нагрева с заданным темI Çэ пературным распределением по радиусу колеса, При разгоне рабочего колеса

2 до установившейся максимальной скорости температура рабочего колеса 2 и его отдельных частей достигает максимального значения и начинается этап торможения рабочего колеса 2 электроприводом 4. Па этапе торможения осуществляется охлаждение рабочего колеса 2. Вакуумный затвор

l0 остается при этом открытым, Открываются вентили устройства

13 управления четырьмя зонами охлаждения, при этом через охлаждающие сопла 12 подается воздух, Устройство 8 индукционного нагрева отключено. При торможении рабочего колеса 2 до установивщейся минимальной скорости температура его достигает минимального значения, после чего начинается новый этап разгона колеса, 1378

Ф о р и ъ л а и o б р е т г н и я

Установка для испытания рабочих колес турбомжпины на прочносtb и с> долговечность, содержащая вакуумную бронированную камеру для размещения испытываемого рабочего колеса, соединенный с ним при помощи мультипликатора электропривод, индукционные нагреватели, расположенные в камере по концентричным окружностям, и размещенные между ними охлаждающие сопла, отличающая с я тем, 15 что, с целью приближения условий испытания к натурным, индукционные нагреватели выполнены в виде плоских прямоугольных индукторов, расположенных по окружностям в max20 матном порядке, а сопла равномерно установлены по этим же окружностям.

E35l378

Составитель Е. Крейдин

Редактор Г. Наджарян Техред Л.Сердюкова

Корректор H. Король

Заказ I101 Тираж

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4