Устройство управления термоциклическими испытаниями дисков турбоагрегатов на разгонных стендах

Устройство управления термоциклическими испытаниями дисков турбоагрегатов на разгонных стендах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к турбонасосостроению и позволяет повысить качество испытаний дисков. Устройство дополнительно обеспечивает подсчет и индикацию числа температурных циклов нагружений дисков при испытаниях. По сигналу от датчика температуры через нормирующий усилитель 57, преобразователь 58 ток - напряжение при помощи формирователя импульсов, выполненного на триггере 60 Шмидта и элементах И-НЕ 61-63, формируются импульсы, поступающие на счетный вход счетчика 64 импульсов меньшего разряда. Состояние счетчиков 64 и 11 импульсов через дешифраторы 65 и 70 отображаются на индикаторах 66 и 71, число которых равно выбранному числу разрядов индикации. С помощью RS-триггера 67 и двухпозиционного ключа 68 обеспечивается начальная установка счетчиков 64 и 72. Такое выполнение устройства позволяет обеспечить повышение точности измерения и регистрации числа термоциклических нагружений дисков турбоагрегатов. 4 ил. С/) с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 6 01 М 13/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОП И САН И Е И ЗОБ РЕТЕ Н ИЯ 1:

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,(61) 1483313 (21) 4781386/06 (22) 12.01.90 . (46) 30.11.91. Бюл. ¹ 44 (71) Самарский политехнический институт (72) И.B,Åðoxèí, В.И,Котенев, Л.Я.Макаровский, Д,В.Орлов и 3.Я.Рапопорт (53) 621.435-55(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1483313, кл, G 01 М 13/00, 1986. ,(54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ТЕРМОЦИКЛИЧЕСКИМИ ИСПЫТАНИЯМИ ДИСКО В ТУР БОАГР Е ГАТОВ НА РАЗ ГОН Н Ы Х

СТЕНДАХ (57) Изобретение относится к турбонасосостроению и позволяет повысить качество испытаний дисков. Устройство дополнительно обеспечивает подсчет и индикацию числа температурных циклов нагружений

„„!Ж„„1695164 А2 дисков при испытаниях. По сигналу от датчика температуры через нормирующий усилитель 57, преобразователь 58 ток— напряжение при помощи формирователя импульсов, выполненного на триггере 60

Шмидта и элементах И вЂ” НЕ 61 — 63, формируются импульсы, поступающие на счетный вход счетчика 64 импульсов меньшего разряда. Состояние счетчиков 64 и 72.импульсов через дешифраторы 65 и 70 отображаются на индикаторах 66 и 71, число которых равно. выбранному числу разрядов индикации. С помощью RS-триггера 67 и двухпозиционного ключа 68 обеспечивается начальная установка счетчиков 64 и 72. Такое выполнение устройства позволяет обеспечить повышение точности измерения и регистрации числа термоциклических нагружений дисков турбоагрегатов. 4 ил.

1695164

Изобретение относится к турбонасосостроению, а именно к устройствам управления и измерения параметров при термоциклических нагружениях дисков турбоагрегатов на разгонных стендах, и может быть использовано в машиностроительной, металлургической и других отраслях промышленности, применяющих термоциклические нагружения, организованные с помощью градиентного индукционного нагрева, Цель изобретения — повышение точности измерения и регистрации числа термоциклических нагружений дисков турбоагрегатов на разгонных стендах, каждый цикл которого содержит этап подъема температуры до максимального значения, этап работы на установившейся температуре максимального значения, этап снижения температуры диска до минимального значения, этап работы на установившейся температуре минимального значения, На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг,2 — пример конкретного выполнения блока логики; на фиг.3— структурная схема части устройства для измерения и регистрации числа термоциклических нагружений дисков; на фиг,4— диаграммы, поясняющие принцип работы устройства на этапах изменения температуры z диска, включающих подъем температуры до максимального значения макс за время ту.макс, работу с установившейся максимальной температурой смаке на временном интервале т . кс снижение температуры модиска до минимального значения t»< за время тт, работу с установившейся температурой минимального значения тм» на временном интервале у.мин

Устройство управления термоциклическими испытаниями турбоагрегатов на разгонных стендах (фиг.1) содержит привод 1 вращения диска 2, индуктор 3, подключенный к источнику 4 питания, вход которого подключен к выходу первого блока 5 управления, первый исполнительный механизм 6, первый и второй датчики 7 и 8 температуры, первый сумматор 9, первый вход которого подключен к первому датчику 7 температуры, а второй — к первому выходу программного задатчика 10, Кроме того, устройство содержит последовательно соединенные второй сумматор 11, первый ключ 12, второй блок 13 управления и второй ключ 14, последовательно соединенные первый блок 15 формирования производной, третий сумматор 16 и блок 17 логики, последовательно соединенные третий ключ 18 и второй ис10

3G

55 полнительный механизм 19, второй блок 20 формирования производной, четвертый сумматор 21, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой ключи 22 — 26 и источник

27 постоянного напряжения, первый выход программного задатчика 10 подключен к входам второго блока 20 формирования производной и четвертого сумматора 21, выходы которых подключены к вторым входам соответственно третьего сумматора 16 и блока 17 логики, второй выход программного задатчика подключен к входу первого блока 15 формирования производной и первому входу второго сумматора 11, второй вход которого подключен к второму датчику

8 температуры, выход второго ключа 14 подключен к первому входу первого исполнительного механизма 6, выход источника 27 постоянного напряжения через седьмой и восьмой ключи 25 и 26 подключены к вторым входам первого и второго исполнительных механизмов 6 и 19 соответственно, выход первого сумматора 9 через шестой ключ 24 подключен к второму входу второго блока 13 управления, а через четвертый ключ 22 — к входу первого блока 5 управления и первому входу шестого ключа 23, выход которого подключен к первому входу первого ключа

12, выход блока 17 логики подключен к вторым входам первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого и восьмого ключей 12, 14, 18, 22, 23, 24, 25 и

26, Блок 17 логики может быть выполнен в виде двухкратного магнитного усилителя (фиг,2), содержащего первый и второй нормирующие усилители 28 и 29 соответственно канала измерения знака отклонения .температуры обода и ступицы диска, а также знака градиента dT/dt отклонения температуры, первый и второй ограничители 30 и 31 сигнала "Сверху — снизу" соответственно канала измерения знака отклонения температуры обода и ступицы диска, а также знака dT/бт отклонения темпераутры, первь1й и второй согласующие усилители 32 и

33 соответственно канала измерения знака отклонения температуры обода и ступицы диска, а также знака градиента dT/Фотклонения температуры, обмотки 34 и 35 управления В/упр,1 и Р/уды,2 соответственно однотактных магнитных усилителей МУ 1 и

MY 2 канала измерения знака отклонения температуры обода и ступицы диска, а также знака градиента dT/dt отклонения температуры, рабочие обмотки 36 — 39 соответственно МУ 1 и МУ 2, обмотки 40, 41 смещения й/см.1, WcM.2 соответственно МУ 1 и МУ 2, полупроводниковые диоды 42-49 соответственно МУ 1 и МУ 2, балластные

1.0

30

40

50 резисторы 50 и 51 соответственно МУ 1 и МУ

2, нагруэочный резистор 52 двухтактного магнитного усилителя, регулировочные потенциометры 53 и 54 цепи смещения магнитного усилителя, вторичные обмотки 55 и

56 питающего трансформатора.

Устройство управления термоциклическими испытаниями дисков турбоагрегатов на разгонных стендах дополнительно содержит третий нормирующий усилитель 57, преобразователь 58 ток — напряжение, стабилитрон 59, триггер Шмидта 60, первый, второй и третий элементы И вЂ” Н Е 61, 62 и 63, по числу разрядов индикации счетчики 64 импульсов, дешифраторы 65 и индикаторы

66, а также RS-триггер 67 и двухпозиционный ключ 68 с фиксированной нулевой точкой, первый вывод которого подключен к общей шине 69, второй — к S-входу, а третий— к R-входу RS-триггера 67, прямой выход которого подключен к входам сброса счетчи ков 64 импульсов и R-входу RS-триггера 67, а инверсный — к S-входу RS-триггера 67, первый и второй выходы третьего нормирующего усилителя 57 подключены к первому и второму входам преобразователя 58 ток— напряжение, первый выход которого подключен к катоду стабилитрона 59 и входу триггера Шмидта 60, а второй — к аноду стабилитрона 59 и общей шине 69, выход триггера 60 Шмидта подключен к первому входу третьего элемента И вЂ” НЕ 63 и входу первого элемента И вЂ” НЕ 61, выход которого подключен к входу второго элемента И вЂ” НЕ

62, выход которого подключен к второму входу третьего элемента И вЂ” НЕ 63, выход которого подключен к счетному входу счетчика 64 импульсов младшего разряда, выходы счетчиков импульсов предшествующих разрядов подключены к счетным входам соответствующих счетчиков импульсов последующих разрядов, выходы счетчиков импульсовы 64 всех разрядов через дешифраторы 65 подключены к соответствующим индикаторам 66, вход третьего нормирующего усилителя 57 подключен к выходу первого или второго датчиков 7 или 8 температуры. На фиг,3 показаны также дешифратор 70, индикатор 71 и счетчик 72 импульсов старшего разряда индикации.

Устройство работает следующим образом.

Индуктор 3 воздействует на диск 2. При этом электромагнитная энергия, передаваемая от индуктора 3 к диску 2, зависит от величины зазора между индуктором и диском, причем чем больше зазор, тем меньше энергия, передаваемая диску. Если индуктор 3 расположен параллельно плоскости нагреваемого диска 2, зазор между индукгором 3 и дис> ол< 2 оди><а <ов, а электро . агнитная энер>ия, передавае><ая диску 2, равномерно распределена <>п всей плоск«сти диска 2. При наклоне индуктора 3 относительно плоскости диска 2 (например на фиг,1 показано сплошной линией) энергия, передаваемая диску 2, распределяется неравномерно, причем там, где зазор минимальный (на периферии диска-обода), энергия максимальна. а там, где зазор минимальный (ступица), энергия минимальна, Поскольку температурное поле, распределенное по диску 2, определяется мощностью нагрева диска 2, оно также неравномерное, а в рассматриваемой ситуации температура обода диска 2 выше, чем температура ступицы. Закон распределения мощности нагрева для тех зазоров. которые имеют место в реальной ситуации, представляет собой линейную функцию зазора. При изменении направления наклона индуктора 3 (пунктирная линия индуктора 3 на фиг.1) радиальный градиент температуры изменяет свой знак вслед за изменением распределения электромагнитной энергии, передаваемой диску 2. Таким образом, изменяя наклон индуктора 3 относительно плоскости диска 2, можно регулировать мощность нагрева диска 2 по радиусу и соответствующее температурное расп ределение.

На фиг.4 представлена реализация программы испытаний диска, где кривая изменение температуры обода диска, а T =

=® — изменение температуры ступицы. На участке 0-t1 температура обода диска 2 должна быть выше, чем температура ступицы, а скорость нагрева обода также больше скорости нагрева ступицы, Сигналы с выходов программного задатчика 10 воздействуют на первый и второй блоки 15 и 20 формирования производной сигнала задания в каждой точке и одновременно поступают на входы четвертого, второго и первого сумматоров 21, 11 и 9. Первый и второй блоки 15 и 20 формирования производной формируют сигналы, пропорциональные скорости изменения температуры диска 2 и воздействуют на третий сумматор 16. С выхода четвертого сумматора 21 разность сигналов поступает на второй вход блока 17, а с выхода третьего сумматора 16 разность сигналов — на первый вход блока логики. Если на интервале 0 — t< разность сигналов на выходе четвертого сумматора 21 положительна, т.е. температура обода диска 2 выше, чем температура ступицы, то разность сигналов на выходе третьего сумматора 16 также положительна, что означает превышение скорости нагрева обода над скоростью нагрева

1695164 ступицы, Следовательно, на вход блока 17 логики воздействуют два положительных сигнала, Блок 17 логики формирует положительный сигнал Овыхял,17 > О, который воздействует на первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой ключи 12, 14, 18, 22, 23, 24, 25 и 26 так, что первый, второй, четвертый и восьмой ключи 12, 14, 22 и 26 замкнуты, а третий, пятый, шестой и седьмой ключи 18, 23, 24 и

25 разомкнуты. При этом восьмой ключ 26 подсоединяет выход источника 27 постоянного напряжения к второму входу второго исполнительного механизма 19, а третий ключ 18 отключает первый вход второго исполнительного механизма 19 от второго блока 13 управления. Второй исполнительный механизм 19 изменяет положение индуктора 3 относительно диска 2 так, чтобы расстояние между индуктором 3 и ободом диска 2 было минимальным, В этом положении второй положительный механизм 19 фиксирует тот край индуктора, который находится над ободом 2 до очередного сигнала с выхода блока 17 логики. Одновременно седьмой ключ 25 отсоединяет второй вход первого исполнительного механизма 6 от входа источника 27 постоянного напряжения, а второй ключ 14 подсоединяет первый вход первого исполнительного механизма б к выходу блока 13 управления, Кроме того, четвертый ключ 22 подсоединяет выход первого сумматора 9 к входу первого блока 5 управления, а первый ключ 12 подсоединяет выход второго сумматора 11 к входу второго блока 13 управления. Следовательно, на первый блок 5 управления воздействует сигнал, равный разности сигнала задания температуры обода диска 2 и сигнала фактической температуры в той же точке, а на второй блок 13 управления воздействует сигнал, равный разности сигнала задания температуры ступицы диска 2 и фактической температуры ступицы, Первый блок 5 управления формирует сигнал, который воздействует на регулируемый источник 4 питания таким образом, чтобы поддерживать температуру обода диска на заданном уровне (по заданной программе), а второй блок 13 управления воздействует на первый исполнительный механизм 6, который изменяет наклон индуктора 8 относительно диска 2 таким образом, чтобы поддерживать температуру ступицы диска по заданной программе.

При изменении параметров программ, например на участке t> — u разность между сигналами задания температуры г обода (фиг,4) и температуры Т ступицы (фиг.4) остается положительной, т.е. сигнал с выхода

55 первого сумматора 9 не изменяет своего знака. Однако сигнал, пропорциональный производной сигнала задания температуры лобода, становится равным нулю, а сигнал, пропорциональный производной сигнала задания температуры ступицы, остается положительным, вследствие чего третий сумматор 16 формирует сигнал положительного знака, который воздействует на блок 17 логики, Последний под воздействием сигналов с выходов третьего и четвертого сумматоров 16 и 21 формирует сигнал отрицательной полярности UBblx.6a. < О, который воздействует на первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой ключи 12, 14> 18, 22, 23, 24, 25 и 26 так, что четвертый ключ 22 отсоединяет вход первого блока 5 управления от выхода первого сумматора 9, а пятый ключ 23 подсоединяет вход первого блока 5 управления к выходу второго сумматора 11, первый ключ

12 отсоединяет выход второго сумматора 11 от первого входа блока 13 управления, а шестой ключ 24 подсоединяет выход первого сумматора 9 к второму входу второго блока 13 управления, второй ключ 14 отсоединяет первый вход первого исполнительного механизма 6 от второго блока 13 управления, а седьмой ключ 25 подсоединяет второй вход первого исполнительного механизма б к выходу источника 27 постоянного напряжения, восьмой ключ 26 отсоединяет выход источника 27 постоян ного напряжения от второго входа исполнительного механизма 19, а третий ключ 18 подсоединяет первый вход второго исполнительного механизма 19 к выходу второго блока 13 управления. В результате проведенных логических операций первый блок 5 управления формирует сигнал в функции температуры ступицы диска 2 и воздействует на источник 4 питания, который изменяет мощность, подводимую к индуктору 3 таким образом, чтобы поддерживать температуру ступицы диска 2 в соответствии с заданной программой, а второй блок 13 управления формирует сигнал в функции температуры обода диска и воздействует на второй исполнительный механизм 19, который изменяет наклон индуктора 3 таким образом, чтобы поддерживать температуру обода диска 2 в соответствии с заданной программой.

На интервале tz-tg (фиг,4) обе производные равны нулю,, но температура обода больше, чем температура ступицы. В этом случае четвертый сумматор 21 формирует положительный сигнал, а третий сумматор

16 формирует сигнал "0", Эти сигналы воздействуют на блок 17 логики, который фор1695164

10

40

55 мирует сигнал положительной полярности

0вых.бл.17 > О. Этот сигнал воздействует на первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой ключи 12, 14, 18, 22, 23, 24, 25 и 26 так, чтобы восстановить состояние схемы, которое было на интервале Π— 1 времени. Следовательно, по аналогии с рассмотренным при любом изменении знака сигналов с выходов третьего и четвертого сумматоров 16 и 21 происходит переключение первого и второго блоков 5 и 13 управления и первого и второго исполнительных механизмов 6 и 19 таким образом, чтобы обеспечить заданный перепадтемператур путем изменения подводимой к индуктору 3 мощности нагрева и наклона индуктора 3.

На интервале t3 — 14 (фиг,4) разность между температурами обода и ступицы положительна, а разность производных температуры отрицательна. В этом случае блок

17 логики формирует сигнал отрицательной полярности 04 бп.л < О, который воздействует на первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой ключи 12, 14, 18, 22, 23, 24, 25 и 26. При этом четвертый ключ 22 отсоединяет вход первого блока 5 управления от выхода первого

-сумматора 9, а пятый ключ 23 подсоединяет его к выходу второго сумматора 11, первый ключ 12 отсоединяет вход второго блока управления от выхода второго сумматора 11, первый ключ 12 отсоединяет вход второго блока 13 управления от выхода второго сумматора 11, а шестой ключ 24 подсоединяет вход второго блока 13 управления к выходу первого сумматора 9, второй ключ 14 отсоединяет первый вход первого исполнительного механизма 6 от выхода второго блока

13 управления, а седьмой ключ 25 подсоединяет его к выходу источника 27 постоянного напряжения, восьмой ключ 26 отсоединяет второй вход второго исполнительного механизма 19 от выхода источника 27 постоянного напряжения, а третий ключ 18 подсоединяет его первый вход к выходу второго блока 13 управления, При очередной смене знака разности сигналов задания температуры обода и ступицы или их производных блок 17 логики восстанавливает предыдущее состояние схемы.

Блок 17 логики (фиг.2) работает следующим образом.

В полупериод питающего напряжения на вторичной обмотке 55, соответствующего положительному потенциалу на обмотке

36 первого однотактного MY 1, ток по нагрузке протекает по цепи: положительный потенциал обмотки 55 — обмотка 36 — диод

42 — резисторы 50 и 52 — диод 45 — отрицательный потенциал обмотки 55. В следующий полупериод питающего напряжения положительный потенциал соответствует точке соединения диодов 43 и 45, а ток по нагрузке протекает по цепи: положительный потенциал обмотки 55 — диод 43 — резисторы 50 и 52 — диод 44 — обмотка 37— отрицательный потенциал обмотки 55. Следовательно, в оба полупериода питающего напряжения ток в нагрузочном резисторе 52 от MY 1 протекает слева направо. В полупериод питающего напряжения на вторичной обмотке 56, соответствующего положительному потенциалу на обмотке 39 второго однотактного МУ 2, ток по нагрузке протекает по цепи; положительный потенциал обмотки 56 — обмотка 38 — диод 46 — резисторы 51 и 52 — диод 49 — отрицательный потенциал обмотки 56, В следующий полупериод питающего напряжения положительный потенциал соответствует точке соединения диодов 27 и 49, а ток по нагрузке протекает по цепи: положительный потенциал обмотки 56 — диод 47 — резисторы 51 и 52 — диод

48 — обмотка 39 — отрицательный потенциал обмотки 56. Следовательно, в оба полупериода питающего напряжения ток в нагрузочном резисторе 52 от второго однотактного

МУ 2 протекает справа налево. Если рассматривать токи в нагрузочном резисторе

52 от двухтактного магнитного усилителя, то имеем вычитание токов в этой цепи. Результирующая характеристика двухтактного магнитного усилителя получается суммированием характеристик двух однотактных МУ

1 и MY 2. Цепь смещения двухтактного магнитного усилителя настраивается регулировочными потенциометрами 53, 54 таким образом, чтобы каждый из однотактных МУ

1 и МУ 2 работал на линейной части характеристики "Вход — выход" при равенстве начальных значений выходных напряжений и при нулевой намагничивающей силе управления Рудр = О однотактных МУ 1 и МУ 2, цепь управления двухтактного магнитного усилителя настраивается так, чтобы во всех возможных режимах намагничивания сила управления МУ 2 по каналу знака градиента

dT/dt отклонениЯ темпеРатУРы (Fynp.2) пРевышала намагничивающую силу управления

МУ 1 по каналу измерения знака отклонения температуры обода и диска Фупр.1), что достигается настройкой первого согласующего усилителя 32 или выполнением МУ 1 и МУ

2 таким образом, чтобы М/упр.1 < Wynp.2 IlpM таком выполнении блока 17 логики, в частности двухтактного магнитного усилителя, он имеет три устойчивых положения — с положительным выходным напряжением

Ues>x.бл.17 > О, с отрицательным выходным

1695164

50 г

55 напряжением и нулевым, причем каждому из этих выходных напряжений соответствуют следующие положения индуктора 3 относительно диска 2: индуктор 3 находится в положении а; индуктор 3 находится в положении б; индуктор 3 расположен параллельно диску.

Работа блока 17 логики на отдельных интервалах программы (фиг,4) при различных сочетаниях знака отклонения температуры обода диска со знаком градиента

dT/dt отклонения температуры и соответствующей установкой индуктора 3 относительно диска 2 происходит следующим образом, Канал отклонения температуры состоит из первого нормирующего усилителя 28, первого ограничителя 30 сигнала, первого согласующего усилителя 32 с обмоткой 34 управления однотактного МУ 1, а канал отклонения градиента температуры выполнен в составе второго нормирующего усилителя

29, второго ограничителя 31 сигнала, второго согласующего усилителя 33 с обмоткой 35 управления однотактного МУ 2, I-Ia интервале О-t1 (фиг,4) знак отклонения температуры обода и ступицы положительный (r — Т = Л Т > О, т > Т ), а знак изменения градиента dT/dt отклонения температуры dT/dt > О. За счет управления канала отклонения температуры и канала отклонения градиента температуры

Fynp.1 > О и Fynp.2 > О, РабочаЯ точка двУхтактного магнитного усилителя находится в первом квадранте и Ueblx.6a.17 > О, что обеспечивает установку индуктора 3 в положении а по отношению к диску 2 (фиг.1).

На интервале т1 — т2 (фиг.4) знак отклонения температуры обода и ступицы положительный (r- — Т = Л Т > О, r > Т ), а знак изменения градиента dT/dt отклонения температуры dT/dt < О, За счет управления канала отклонения температуры и канала отклонения градиента температуры

Рупр.1 > О И Fynp.2 < О. С уЧЕтОМ уСЛОВИй настройки цепей управления магнитного уСИЛИтЕЛЯ Fynp.2! > Fynp.1! И фаКтиЧЕС ких значений намагничивающих сил (Fynp.1> О, Fynp.2 < D) рабочая точка двухтактного магнитного усилителя находится в третьем квадранте, выходное напряжение

0вых.бл.17 < О, И бЛОК 17 ЛОГИКИ ВЫдаЕт КОманду на установку индуктора 3 в положение б по отношению к диску (фиг.1), . На интервале t2 — тэ (фиг.4) знак отклонения температуры обода и ступицы положительный (7; — T = ЛТ > О, r > Т ), а знак изменения градиента dT/dt отклонения температуры dT/dt = О, За счет управления канала отклонения температуры намагничи5

40 ваюЩаЯ сила Fynp.1 > О, а за счет УпРавлениЯ канала отклонения градиента температуры намагничивающая сила Fynp.2 = О. Рабочая точка двухтактного магнитного усилителя находится в первом квадранте, а выходное напРЯжение 0вых.бл.17 > О, и блок 17 логики выдает команду на установку индуктора 3 в положение а по отношению к диску, На интервале ta — t4 (фиг.5) знак отклонения температуры обода и ступицы положительный (t — Т = ЛТ > О, t > Т ), а знак изменения градиента cIT/cIt отклонения температуры dT/dt < О, следовательно, этот режим полностью аналогичен режиму на интервале t1 — t2.

На интервале (4 — t6 (фиг.4) знак отклонения температуры обода и ступицы отрицательный (s — Т = ЛТ< О, a< Ò ), а знак изменения градиента dT/dt отклонения температуры dT/dt < О, За счет управления канала отклонения градиента температуры намагничиваюЩаЯ сила Fynp.2 < О. РабочаЯ точка двухтактного магнитного усилителя находится в третьем квадранте, а выходное напряжение блока 17 логики выдает команду на установку индуктора 3 в положение б по отношению к диску (фиг.1).

На интервале t6 — t6 (фиг.4) знак отклонения температуры обода и ступицы отрицательный (7 — Т = ЛТ<0, r<Т), а знак изменения градиента dT/dt отклонения температуры dT/dt > О. За счет управления канала отклонения температуры намагничиваюЩаЯ сила Fynp,1 < О, за счет УпРавлениЯ канала отклонения градиента температуры

НаМаГНИЧИВаЮЩаЯ СИЛа Fynp.2 > О. С УЧЕТОМ условий настройки цепей управления магнитного УсилителЯ Fynp,ã > Еупр 1 и фактических значений намагничивающих

СИЛ (Fynp 1 < О, Fynp.2) РабОЧаЯ тОЧКа ДВУХтаКтного магнитного усилителя находится в первом квандранте, выходное напряжение

Ивах,бл.17 > О, и блок 17 логики выДает команду на установку индуктора в положение а по отношению к диску (фиг.1).

На интервале t6 — 17 (фиг.4) знак отлонения температуры обода и ступицы положительный (z.-Т = AТ > О, т> Т ), а знак изменения градиента cIT/dt отклонения температуры cIT/dt > О. Этот режим полностью аналогичен описанному интервалу 0t1

На интервале t7-ta (фиг.4) знак отклонения температуры обода и ступицы положительный (х — Т = A T > О, г > Т ), а знак изменения градиента dT/dt О, Этот режим полностью аналогичен описанному интервалу t2-ta.

1695164

На интервале t8 tg (фиг,4) знак отклонения температуры обода и ступицы положительный (т — Т = AT > О, г>Т ), а знак изменения градиента dT/01 отклонения температуры dl /dt < О, следовательно, режим полностью аналогичен интервалу ti-t2, На интервале tg — t1o (фиг.4) знак отклонения температуры обода и ступицы отрицательный (r-T = AT < О, т < Т ), а знак изменения градиента dT/dt отклонения температуры dT/dt < О, следовательно, этот режим полностью аналогичен интервалу

t4 t5.

На интерваоле tto (фиг.4) знак отклонения температуры обода и ступицы отрицательный (z — Т = AT < О, r < Т ), а знак изменения градиента dT/dt отклонения температуры dT/dt = О. За счет управления канала отклонения температуры намагничиВаЮЩаЯ СИЛа Fynp.1 < О, а За СЧЕТ УПРаВЛЕНИЯ канала отклонения градиента температуры

НаМаГНИЧИВаЮщая СИЛа Fynp.2 = О. РабОЧая точка двухтактного магнитного усилителя находится в третьем квадранте, а выходное напРЯжение Usbix.бл,17 < О, и блок 17 логики выдает команду на установку индуктора в положение б по отношению к диску (фиг.4).

При отклонении температур обода и ступицы, равных нулю, изменении градиента dT/dt отклонения температуры, также равном нулю, имеем намагничивающие силы обоих каналов Fynp.1 = Fynp.2 = О. В этсм случае рабочая точка двухтактного магнитного усилителя находтся в точке начала координат, а индуктор располагается параллельно по отношению к диску 2 (фиг.1).

Часть устройства, обеспечивающая измерение и регистрацию числа термоциклических нагружений дисков (фиг.3), работает следующим образом. Сигнал с выхода из датчиков температуры 7 или 8 усиливается третьим нормируемым усилителем 57, выходной ток которого преобразуется преобРазователем 58 в напРЯжение Uabix.üâ = f(t) и ограничивается на уровне опорного напряжения Uon.«стабилитрона (фиг,4) стабилитроном 59. Температура обода диска z = =f(t) изменяется по указанному закону (фиг.4) с помощью описанного градиентного индукционного нагрева. При превышении 0вых.5в уровня Uon. т напряжение на выходе стабилитрона 59 поддерживается на уровне

Ооп.ст, равном сигналу "1", и поступает на вход триггера 60 Шмидта, который необходим для формирования напряжения прямоугольной формы с крутыми фронтами нарастания и спада выходного напряжения

Овых.бо = f(t) (фиг,4) из входного напряжения

55 призвольной формы, имеющей не сформированные передние и задние фронты, которой является выходное напряжение стабилитрона 59. На элементах 61, 62 и 63

И вЂ” НЕ реализован одновибратор, предназначенный для формирования фронтов нарастания и спада U» x,ù, а также повышения помехоустойчивости устройства. При поступлении с выхода триггера 60 на вход элемента 61 И вЂ” НЕ сигнала "О" выходы элементов 61 и 63 находятся в состоянии

"1". При этом на вход элемента 62 поступает сигнал "1", а выходное напряжение элемента 62 соответствует сигналу "О". Если на вход элемента 61 поступает сигнал "1", то на выходе элемента 63 возникает сигнал "О". В процессе изменения выходного напряжения элемента 63 из состояния "О",в состояние "1", т,е. в момент tA (фиг.4) образуется счетный импульс, от которого срабатывает счетчик 64. В процессе изменения выходного напряжения элемента 63 из состояния "1". в состояние "О", т.е. в момент тг, (фиг.4), также образуется импульс, счетчик 64 при этом подтверждает свое состояние. Следовательно, счетчик 64 импульсов меняет. свое состояние на этапе снижения температуры обода диска г = f(t) до минимального значения т ин от максимального значения гмакс при снижении значения 0»,х.вв ниже уровня Uon.cT (фиг,4), т.е. в момент tA, В целом, учитывая циклический характер управляющих воздействий на интервале Т, второй счетный импульс будет образован в момент

to, На длительном интервале циклических управляющих воздействий счетные импульсы образуются на этапах снижения температуры диска при снижении значения

Usbix.58 НИЖЕ УРОВНЯ 0,«(фИГ.4). ВЫХОДНЫЕ счетчика 64 импульсов câÿçàíû с дешифратором 65, преобразующим двоичный код в двоично-десятичный, управляемый индикатором 66, отображающим число измеренных циклов управляющих воздействий.

Число счетчиков определяется числом значащих цифр для измерения циклов управляющих воздействий. Каждый разряд счетчиков имеет свой дешифратор и индикатор, Счетчики импульсов работают на сложение, Осуществление режима "Сброс" счетчиков необходимое для приведения счетчиков в первоначальное нулевое положение перед проведением циклических управляющих воздействий, производится следующим образом, Сброс счетчиков осуществляется

RS-триггером 67, управляемым двухпозиционным ключом 68 с фиксированной нулевой точкой. На выходе триггера 67 существует

1695164

16 сигнал "1" при действии "0" на S-входе. Аналогично на выходе, триггера 67 существует сигнал "0" при действии "0" на Й-входе.

Сброс счетчиков осуществляется при изменении выходного сигнала триггера 67 со значения "1" до значения "0", Следовательно, для сброса счетчиков следует осуществить переключение с общей нулевого

S-входа íà R-вход RS-триггера с помощью двухпозиционного ключа 68.

Таким образом, в устройстве обеспечивается подсчет и индикация числа температурных циклов нагружений диска.

Формула изобретения

Устройство управления термоциклическими испытаниями дисков турбоагрегатов на разгонных стендах по авт. св, ¹ 1483313, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения и регистрации числа термоциклических нагружений дисков турбоагрегатов на разгонных стендах путем обеспечения отслеживания изменения температурных режимов испытаний дисков, оно дополнительно содержит третий нормирующий усилитель, преобразователь ток — напряжение, стабилитрон, триггер Шмидта, первый, второй и третий элементы И вЂ” НЕ; по числу разрядов индикации счетчики импульсов, дешифраторы и индикаторы. а также RS-триггер и двухпозиционный ключ с фиксированной нулевой точкой, первый вывод которого подключен к общей шине, второй — к S-входу, а

5 третий — к R-входу RS-триггера, прямой выход которого подключен к входам сброса счетчиков импульсов и R-входу RS-триггера, а инверсный — к S-входу RS-триггера, первый и второй выходы третьего нормирующе10 ro усилителя подключены к первому и второму входам преобразователя ток — напряжение, первый выход которого подключен к катоду стабилитрона и входу триггера

Шмидта, а второй — к аноду стабилитрона и

15 общей шине, выход триггера Шмидта подключен к первому входу третьего элемента

И вЂ” НЕ и входу первого элемента И вЂ” НЕ, выход которого подключен к входу второго элемента И вЂ” НЕ, выход которого подключен к

20 счетному входу счетчика импульсов младшего разряда, выходы счетчиков импульсов предшествующих разрядов подключены к счетным входам соответствующих счетчиков импульсов последующих разрядов, вы25 ходы счетчиков импульсов всех разрядов через дешифраторы подключены к соответствующим индикаторам, вход третьего нормирующего усилителя подключен к выходу первого или второго датчиков температуры, 30

1695164

1695164

Составитель В,Колясников

Техред М.Моргентал Корректор Т.Палий

Редактор M,Êåëåìåø

Заказ 4156 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101