Способ термоциклических и разгонных испытаний дисков турбомашин

Способ термоциклических и разгонных испытаний дисков турбомашин

Реферат

 

Изобретение относится к испытательной технике. Изобретение может быть использовано для разработки новых технологий создания конструкций дисков и роторов из различных материалов и для экспериментального определения ресурса дисков и роторов турбомашин. Технический результат достигается тем, что в способе термоциклических и разгонных испытаний дисков турбомашин, включающем три этапа испытаний, на первом из которых увеличивают частоту вращения и температуру диска в пределах заданного испытательного цикла, на втором этапе выдерживают максимальные заданные значения этих величин, на третьем снижают частоту вращения и его температуру до минимальных заданных значений охлаждающим воздухом, регулируют температуру диска охлаждающим воздухом на втором этапе испытаний, а на третьем этапе дополнительно охлаждают поверхность диска с обеих сторон вспомогательным охлаждающим воздухом, при этом перед началом испытаний подогревают охлаждающий воздух и вспомогательный охлаждающий воздух до заданной температуры, устанавливают минимальную заданную частоту вращения и различную частоту тока в ступичной и ободной частях диска. Перед испытаниями устанавливают термочувствительные пластины между ободными замковыми поверхностями диска и поверхностями хвостовиков лопаток. Перед испытаниями устанавливают частоту электрического тока в ободной части диска в 4-6 раз больше, чем в ступичной части диска. На третьем этапе прекращают подвод тепла к ступичной части диска. На первом этапе увеличивают частоту вращения диска до 0,9 максимально заданного значения, выдерживают указанную частоту вращения и затем увеличивают частоту вращения до максимально заданного значения. На третьем этапе снижают частоту вращения диска до 1,1 минимального заданного значения, выдерживают указанную частоту вращения и затем снижают частоту вращения до минимального заданного значения. Перед началом испытаний в ободной и ступичной частях диска устанавливают одинаковую минимально заданную частоту электрического тока, в ободной части диска на первом этапе увеличивают частоту электрического тока до максимально заданного значения, на втором этапе поддерживают ее значение, на третьем этапе снижают частоту электрического тока до минимального заданного значения, при этом на всех трех этапах в ступичной части диска частоту электрического тока поддерживают постоянной. На втором этапе испытаний в ободной части диска устанавливают максимально заданную частоту электрического тока в 4-6 раз больше минимально заданной. Данный способ позволяет снизить сроки проведения испытаний, повысить их надежность, уменьшить энергозатраты на проведение испытаний. 8з.п. ф-лы, 1ил.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к способам термоциклических и разгонных испытаний для проведения экспериментальных исследований дисков и роторов турбомашин на прочность и долговечность, и может быть использовано для разработки новых технологий создания конструкций дисков и роторов из разных материалов и для экспериментального определения ресурса дисков и роторов турбомашин в авиадвигателестроении, энергетике и других отраслях машиностроения.

Известен способ термоциклических и разгонных испытаний дисков турбомашин, описанный в № 7 за 1981 г. журнала “Проблемы прочности”, стр.110-115. Способ включает три этапа испытаний, на первом из которых увеличивают частоту вращения и температуру диска от минимальных до максимальных заданных программой испытания значений, на втором этапе выдерживают максимальные значения этих величин, на третьем снижают частоту вращения диска и его температуру до минимальных значений охлаждающим воздухом от сопел.

Недостатком данного способа является низкая точность испытаний, т. к. диск охлаждают ненагретым воздухом и индукционный нагрев осуществляют на пониженной частоте электрического тока. Кроме того, охлаждение диска производят только через сопла, что приводит к медленному охлаждению и увеличению тем самым сроков испытания и энергозатрат на проведение испытаний.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ термоциклических и разгонных испытаний дисков турбомашин, описанный в № 5 за 1990 г. журнала “Проблемы прочности”, стр. 116-119. Способ включает три этапа испытаний, на первом из которых увеличивают частоту вращения и температуру диска от минимальных до максимальных заданных программой испытания значений, на втором этапе выдерживают максимальные значения этих величин, на третьем снижают частоту вращения диска и его температуру до минимальных значений охлаждающим воздухом от сопел.

Устройство для выполнения данного способа содержит вакуумную бронекамеру, локальные системы нагрева диска, систему управления охлаждением диска, локальные системы управления нагревом диска, названными в статье локальными системами автоматического управления отдельных зон диска, устройство ввода информации, названное в статье программозадающим устройством, токосъемное устройство, вакуумный насос, датчик частоты вращения. Вакуумная бронекамера содержит крышку, цапфу, аэродинамические сопла, подшипниковую опору, индукторы, датчик температуры среды и блок датчиков температур. Выходы устройства ввода информации соответственно соединены со входами локальных систем управления нагревом диска, выходы которых - соответственно со входами локальных систем нагрева диска, а выходы локальных систем нагрева диска соединены с индукторами. Выходы устройства ввода информации соединены со входами систем управления охлаждением диска, выходы последних - с аэродинамическими соплами. Выход устройства ввода информации соединен со входом системы управления частотой вращения, выход которой - со входом электропривода, а выход электропривода соединен с подшипниковой опорой. Вакуумный насос соединен с вакуумной бронекамерой.

Перед началом работы в устройство ввода информации вводят программу испытаний. Включают вакуумный насос для откачивания воздуха из бронекамеры. После установки диск приводят во вращение при помощи электропривода, включается система индукционного нагрева. Диск нагревается до минимальной температуры. Сигнал из устройства ввода информации поступает в систему управления частотой вращения и электропривод увеличивает частоту вращения диска. Сигнал с выхода устройства ввода информации подается на вход локальной системы управления нагревом диска, с выхода последней - на вход локальной системы нагрева диска. С выхода локальной системы нагрева диска электрический ток поступает в индукторы, что приводит к увеличению мощности индукторов и нагреву диска. Датчик частоты вращения регистрирует частоту вращения диска, а блок датчиков температур - температуры диска. Сигналы от указанных датчиков подают на входы устройства ввода информации. Из устройства ввода информации корректирующие сигналы подают на входы локальной системы нагрева и системы охлаждения диска. На последнем этапе испытательного цикла обеспечивают снижение температуры диска. Для этого сигналы из устройства ввода информации подают на систему охлаждения диска. Из указанной системы воздух подают в аэродинамические сопла. Охлаждение диска обеспечивают воздухом, протекающим через сопла.

Недостатком данного способа являются низкая точность испытаний, вызванная следующими причинами:

1) диск охлаждают ненагретым воздухом и из-за высокого перепада между температурой диска и температурой охлаждающего воздуха появляются дополнительные повреждения в материале диска, что искажает картину испытаний;

2) индукционный нагрев осуществляют на пониженной частоте электрического тока, что снижает точность воспроизведения термонапряженного состояния диска;

3) в замковых частях диска не воспроизводят тепловое состояние, соответствующее условиям эксплуатации;

4) при выходе диска на максимальные и минимальные режимы не обеспечивают соответствие теплового состояния диска эксплуатационному.

В предложенном авторами изобретении решается задача повышения точности испытания диска за счет более точного воспроизведения эксплуатационных режимов. Это достигается следующим.

Регулировка температуры диска охлаждающим воздухом на втором этапе испытаний позволяет выравнивать распределение температуры по радиусу диска, что позволяет более точно воспроизвести эксплуатационные тепловые режимы.

Подогрев перед началом испытаний охлаждающего воздуха и вспомогательного охлаждающего воздуха до заданной температуры, установка минимальной заданной частоты вращения и различной частоты тока в ступичной и ободной частях диска позволяет произвести отладку тепловых режимов испытаний, что в дальнейшем исключает коробление диска и наиболее точно позволяет воспроизвести условия эксплуатации.

Дополнительное охлаждение поверхности диска с обеих сторон вспомогательным охлаждающим воздухом позволяет ускорить проведение испытаний, устранить дефекты на поверхности диска и тем самым повысить точность проведения испытаний.

Поставленная цель достигается тем, что в способе термоциклических и разгонных испытаний дисков турбомашин, включающем три этапа испытаний, на первом из которых увеличивают частоту вращения и температуру диска в пределах заданного испытательного цикла, на втором этапе выдерживают максимальные заданные значения этих величин, на третьем снижают частоту вращения диска и его температуру до минимальных заданных значений охлаждающим воздухом, регулируют температуру диска охлаждающим воздухом на втором этапе испытаний, а на третьем этапе дополнительно охлаждают поверхность диска с обеих сторон вспомогательным охлаждающим воздухом, при этом перед началом испытаний подогревают охлаждающий воздух и вспомогательный охлаждающий воздух до заданной температуры, устанавливают минимальную заданную частоту вращения и различную частоту тока в ступичной и ободной частях диска.

Разность температуры диска и температуры охлаждающего воздуха не превышает заданной допустимой величины.

Перед испытаниями устанавливают термочувствительные пластины между ободными замковыми поверхностями диска и поверхностями хвостовиков лопаток.

Перед испытаниями устанавливают частоту электрического тока в ободной части диска в 4-6 раз больше, чем в ступичной части диска.

На третьем этапе прекращают подвод тепла к ступичной части диска.

На первом этапе увеличивают частоту вращения диска до 0,9 максимального заданного значения, выдерживают указанную частоту вращения и затем увеличивают частоту вращения до максимального заданного значения.

На третьем этапе снижают частоту вращения диска до 1,1 минимального заданного значения, выдерживают указанную частоту вращения и затем снижают частоту вращения до минимального заданного значения.

Перед началом испытаний в ободной и ступичной частях диска устанавливают одинаковую минимальную заданную частоту электрического тока, в ободной части диска на первом этапе увеличивают частоту электрического тока до максимального заданного значения, на втором этапе поддерживают ее значение, на третьем этапе снижают частоту электрического тока до минимального заданного значения, при этом на всех трех этапах в ступичной части диска частоту электрического тока поддерживают постоянной.

На втором этапе испытаний в ободной части диска устанавливают максимальную заданную частоту электрического тока в 4-6 раз больше минимальной заданной частоты электрического тока.

На чертеже показано устройство для термоциклических и разгонных испытаний дисков турбомашин для реализации предложенного способа.

Перед испытаниями между ободными замковыми поверхностями диска и поверхностями хвостовиков лопаток устанавливают термочувствительные пластины, подогревают воздух и дополнительный воздух до максимальной заданной температуры, устанавливают минимальную заданную частоту вращения диска и затем частоту электрического тока в ободной части диска в 4-6 раз больше, чем в ступичной части диска. На минимальной заданной частоте вращения отлаживают заданное распределение температур по радиусу диска. Где наблюдались перегревы на разных радиусах диска с обеих его сторон, устанавливают сопла подачи охлаждающего воздуха.

На первом этапе увеличивают частоту вращения и температуру диска от минимальных заданных до максимальных заданных значений.

На втором этапе выдерживают максимальные заданные значения частоты вращения и температуры с выравниванием и обеспечением заданного распределения температуры по радиусу диска с помощью воздуха от сопел.

На третьем этапе снижают частоту вращения диска и его температуру до минимальных заданных значений подогретым охлаждающим воздухом и дополнительным охлаждающим воздухом, при этом охлаждают всю поверхность диска с обеих его сторон воздухом, снижают температуру воздуха до минимального заданного значения, причем разность температуры диска и температуры охлаждающего воздуха не должна превышать заданной допустимой величины.

Для повышения точности и соответствия воспроизведения теплового состояния диска эксплуатационному на первом этапе увеличивают частоту вращения диска до 0,9 максимального заданного значения, выдерживают указанную частоту вращения и затем увеличивают частоту вращения до максимального заданного значения, а на третьем этапе снижают частоту вращения диска до 1,1 минимального заданного значения, выдерживают указанную частоту вращения и затем снижают частоту вращения до минимального заданного значения.

Для улучшения прогрева диска, снижения тепловых потерь и потерь электроэнергии перед испытаниями в ободной и ступичной частях диска, устанавливают одинаковую минимальную заданную частоту электрического тока, в ободной части диска на первом этапе увеличивают частоту электрического тока до максимального заданного значения, большего в 4-6 раз минимального заданного значения, на втором этапе выдерживают это значение частоты тока, на третьем этапе снижают частоту электрического тока до минимального заданного значения, при этом на всех трех этапах в ступичной части диска частота электрического тока не меняется и равна минимальной заданной.

Предлагаемый способ реализуется в устройстве для термоциклических и разгонных испытаний дисков турбомашин, содержащем вакуумную бронекамеру 1 с крышкой 2, цапфу 3, аэродинамические сопла 4, подшипниковую опору 5, индукторы 6 расположены симметрично относительно оси вращения, причем величины частот тока подбирают так, чтобы отношение частоты тока в индукторах 6, расположенных в ободной части диска, к частоте тока в индукторах 6 ступичной части диска равно 4-6. Блок 7 датчиков температур установлен на поверхности диска. Датчик 8 температуры среды расположен в высокотемпературной области диска, в ободной части. Вакуумная бронекамера снабжена патрубком 9. Патрубок 9 установлен в крышке 2 и расположен симметрично относительно оси вращения. Он выполнен из двух последовательно соединенных частей: цилиндрической и диффузорной, причем диффузорная часть расположена со стороны диска. Цапфа 3 бронекамеры снабжена отверстиями 10. Внутри бронекамеры 1 последовательно выполнены демпферная защита 11, например, из свинцовых кирпичей 11, внешний экран 12, внутренний экран 13 с сигнализатором 14 разрушения диска.

Внутренний экран 13 выполнен в виде полого цилиндра и установлен на корпусе подшипниковой опоры 5. По внутренней поверхности внутреннего экрана 13 выполнен сигнализатор 14 разрушения диска, который расположен симметрично относительно оси вращения с минимальным зазором от диска. Внешний экран 12 выполнен в виде полого цилиндра и установлен на основании бронекамеры симметрично относительно оси вращения, при этом верхняя часть экрана 12 соединена с корпусом вакуумной бронекамеры 1. В крышке 2 камеры 1 выполнено отверстие для высокоскоростной видеокамеры 15.

Устройство содержит также локальные системы 16, 17 нагрева диска, локальные системы 18, 19 управления нагревом диска, устройство 20 ввода информации, электропривод 21, систему 22 управления частотой вращения, токосъемное устройство 23, вакуумный насос 24, локальные системы 25, 26 управления охлаждением диска, компрессор 27, ресивер 28, систему 29 подогрева охлаждающего воздуха, регулирующий дроссель 30, систему 31 управления подогревом воздуха, блок 32 допустимых перепадов температур, датчик 33 частоты вращения, второй регулирующий дроссель 34, третий регулирующий дроссель 35.

Компрессор 27, регулирующий дроссель 35, ресивер 28, регулирующий дроссель 33, система 29 подогрева охлаждающего воздуха, регулирующий дроссель 30, патрубок 9 последовательно соединены.

Вход системы 31 управления подогревом охлаждающего воздуха соединен с выходом устройства 20 ввода информации, а выходы - со входом регулирующего дросселя 30 и входом системы 29 подогрева охлаждающего воздуха, при этом входы блока 32 допустимых перепадов температур связаны соответственно с выходом токосъемного устройства 23 и выходом датчика 8 температуры среды, а выход блока 32 допустимых перепадов температур - со входом устройства 20 ввода информации, выход датчика 33 частоты вращения соединен со входом устройства 20 ввода информации, выходы которого соответственно соединены со входами локальных систем 18, 19 управления нагревом диска, выходы которых - с входами локальных систем 16, 17 нагрева диска. Выходы локальных систем 16, 17 нагрева диска соответственно соединены с индукторами 6, причем выходы устройства 20 ввода информации соединены соответственно со входами локальных систем 25, 26 управления охлаждением диска, выходы которых - с аэродинамическими соплами 4, вход системы 22 управления частотой вращения соединен с выходом устройства 20 ввода информации, выход - с электроприводом 21, вход токосъемного устройства 23 - с выходом блока 7 датчиков температур, а вакуумный насос 24 соединен с бронекамерой 1.

Например, задают следующую программу испытаний: минимальные и максимальные заданные частоты вращения - 500 и 6000 об/мин; минимальные и максимальные заданные температуры диска - 200 и 550°С; заданная допустимая величина - 250°С, время первого, второго и третьего этапов (испытательного цикла) - 120, 60 и 120 с; минимальные и максимальные заданные температуры охлаждающего воздуха - 150 и 300°С; минимальные и максимальные заданные частоты электрического тока - 2400 и 10000 Гц.

Между ободными замковыми поверхностями диска и поверхностями хвостовиков лопаток устанавливают термочувствительные пластины (не показаны).

Испытуемый диск (не обозначен) с блоком 7 датчиков температур устанавливают на подшипниковую опору 5 с помощью цапфы 3. Вблизи диска на разных радиусах устанавливают индукторы 6, а датчик 8 температуры среды в заданной высокотемпературной области диска, например, в ободной части диска.

В устройство 20 ввода информации вводят программу испытания диска, состоящую из трех этапов.

Перед проведением испытаний включают компрессор 27, открывают регулирующий дроссель 35 и подают воздух в ресивер 28 через регулирующий дроссель 35. После достижения заданного давления в ресивере 35 воздух через регулирующий дроссель 34 подают в систему 29 подогрева охлаждающего воздуха.

Электропривод 21 и локальные системы 16, 17 нагрева диска подключают к соответствующим источникам питания (не показаны).

С помощью электропривода 21 устанавливают минимально заданную частоту вращения 500 об/мин. Устанавливают минимально заданную частоту электрического тока 2400 Гц в индукторах 6 в ступичной части диска и максимально заданную частоту 10000 Гц в индукторах 6 в ободной части диска. С помощью индукторов 6 нагревают диск до минимально заданной температуры 200°С. Далее производят отладку распределения температур по радиусу диска. Увеличивают частоту вращения до максимально заданной 6000 об/мин, подводимую мощность нагрева от индукторов 6 и температуру обода диска до максимально заданной 550°С для получения заданного распределения температуры по радиусу диска. Регистрируют превышения температур над заданными (локальные градиенты температур). На тех радиусах, где были зарегистрированы локальные градиенты температур, устанавливают аэродинамические сопла 4 при необходимости с обеих сторон диска.

Термоциклические и разгонные испытания дисков турбомашин осуществляют по заданной программе в три этапа. На втором и третьем этапах испытательного цикла подогретый воздух с максимально допустимой температурой 300°С подают из системы 29 подогрева воздуха через системы 25, 26 управления охлаждения диска в аэродинамические сопла 4.

На первом этапе (с длительностью 90 с) испытательного цикла увеличивают частоту вращения и температуру диска от минимально заданных значений (500 об/мин и 200°С) до максимально заданных (6000 об/мин и 550°С). Сигнал с выхода устройства 20 ввода информации подают в систему 22 управления частотой вращения, с выхода системы 22 управления частотой вращения - на вход электропривода 21. Электропривод 21 через подшипниковую опору 5 начинает вращать цапфу 3 с диском. Таким образом увеличивается частота вращения диска. Температура диска увеличивается при подаче сигналов с выхода устройства 20 ввода информации на входы локальных систем 18, 19 управления нагревом диска, с выходов локальных систем 18, 19 управления нагревом диска на входы локальных систем 16, 17 нагрева диска, с выхода последних электрический ток поступает на индукторы 6. Сигналы от датчика 33 частоты вращения и блока 7 датчиков температур поступают в устройство 20 ввода информации. В соответствии с заданной программой испытаний в устройстве 20 формируются корректирующие управляющие сигналы. Соответствующие корректирующие сигналы из устройства 20 ввода информации подаются в систему 22 управления частотой вращения и в локальные системы 18, 19 управления нагревом диска. В результате на первом этапе частота вращения и температура диска увеличиваются темпами, соответствующими заданной программе.

На втором этапе (с длительностью 30 с) испытательного цикла поддерживают температуру обода 550°С и частоту вращения диска 6000 об/ мин и обеспечивают заданное распределение температуры по радиусу диска с помощью индукторов и подогретого воздуха с температурой 300°С от сопел. От датчика 33 частоты вращения и блока 7 датчиков температур сигналы поступают на вход устройства 20 ввода информации. В случае отклонений от заданных значений частоты вращения и температуры диска с выхода устройства 20 ввода информации корректирующие сигналы подаются в систему 22 управления частотой вращения и в локальные системы 18, 19 управления нагревом диска для поддержания заданного распределения температуры по радиусу и частоты вращения диска 6000 об/ мин.

На третьем этапе (с длительностью 90 с) испытательного цикла снижают частоту вращения, температуру диска и температуру охлаждающего воздуха (от максимально заданной 300°С) до минимально заданных значений (500 об/мин и 200 и 150°С). В начале третьего этапа из устройства ввода информации 20 подаются сигналы "на отключение" в локальные системы управления 18, 19 нагревом диска и сигнал "на уменьшение частоты вращения" в систему 22 управления частотой вращения. В результате локальные системы 16, 17 нагрева диска отключаются и электрический ток не поступает в индукторы 6. Кроме того, из устройства 20 ввода информации сигнал "на включение" подается в систему 31 управления подогревом воздуха, затем с выхода системы 31 управления подогревом воздуха на вход системы 29 подогрева охлаждающего воздуха. Из системы 29 подогрева охлаждающего воздуха подогретый дополнительный воздух подается через третий регулирующий дроссель 30 в патрубок 9, отверстие в диске и отверстия 10 в цапфе 3. Часть воздуха подается в аэродинамические сопла 4. Благодаря отверстиям 10 охлаждение диска происходит с двух сторон, это позволяет провести охлаждение диска эффективно и равномерно. Охлаждение диска нагретым воздухом позволяет создать перепад температур между диском и охлаждающим воздухом, не превышающий заданную допустимую разность, и исключить тем самым возможное коробление диска. Сигналы с датчика 8 температуры среды и блока 7 датчиков температур подаются на вход блока 32 допустимых перепадов температур и затем на вход устройства 20 ввода информации. При превышении заданной допустимой разности температур между диском и охлаждающим воздухом допустимого значения с выхода устройства 20 ввода информации корректирующий сигнал подается на вход системы 31 управления подогревом воздуха, с выхода системы 31 управления подогревом воздуха - на вход системы 29 подогрева охлаждающего воздуха. В системе 29 подогрева воздуха увеличивается температура воздуха. Далее из системы 29 подогрева воздуха дополнительный воздух с более повышенной температурой поступает через третий регулирующий дроссель 30 и через патрубок 9 на диск. Часть воздуха подается в сопла 4. Разность температур между диском и охлаждающим воздухом становится меньше. Когда разность температур между диском и охлаждающим воздухом становится меньше заданной допустимой, с выхода устройства ввода информации 20 сигнал подается на вход системы 31 управления подогревом воздуха, с выхода системы 31 управления подогревом воздуха - на вход системы 29 подогрева охлаждающего воздуха и на третий регулирующий дроссель 30. В системе 29 подогрева воздуха уменьшается температура воздуха. Далее из системы 29 подогрева воздуха воздух с пониженной температурой поступает через третий регулирующий дроссель 30, уменьшающий расход воздуха, и через патрубок 9 на диск. Часть воздуха с такой же пониженной температурой из системы 29 поступает в сопла 4. В результате на третьем этапе происходит заданное монотонное снижение частоты вращения, температуры диска и температуры охлаждающего воздуха до минимально заданных значений (500 об/мин, 200 и 150°С).

Для повышения точности и соответствия воспроизведения теплового состояния диска эксплуатационному на первом этапе увеличивают частоту вращения диска от 500 до 5400 об/мин, выдерживают указанную частоту вращения 10 с и затем увеличивают частоту вращения до максимально заданного значения 6000 об/мин, а на третьем этапе снижают частоту вращения диска до 550 об/мин, выдерживают указанную частоту вращения 10 с и затем снижают частоту вращения до минимально заданного значения 500 об/мин.

Для улучшения прогрева диска, снижения тепловых потерь и потерь электроэнергии перед испытаниями в ободной и ступичной частях диска устанавливают одинаковую минимальную заданную частоту электрического тока 2400 Гц, в ободной части диска на первом этапе увеличивают частоту электрического тока до максимального заданного значения 10000 Гц, на втором этапе выдерживают это значение частоты тока, на третьем этапе снижают частоту электрического тока до минимального заданного значения 2400 Гц, при этом на всех трех этапах в ступичной части диска частота электрического тока поддерживается постоянной, которая равна минимальной заданной

Кроме того, установка термочувствительных пластин между ободными замковыми поверхностями диска и поверхностями хвостовиков лопаток позволяет улучшить нагрев замковых частей диска и хвостовиков лопаток и обеспечить прохождение индукционного тока через них.

Циклические или длительные испытания проводят по заданной программе. При этом ведется постоянный контроль за местами возможного появления трещин, процессом разрушения диска, что фиксируется высокоскоростной видеокамерой 15. Установка внутреннего 13 и внешнего экрана 12 в бронекамере 1 позволяет проследить траекторию полета фрагментов разрушенного диска, образует место сбора осколков диска между внешним экраном 12 и демпферной защитой 11. Демпферная защита 11 позволяет защитить корпус бронекамеры и сохранить поверхность фрагментов. Установка сигнализатора 14 разрушения позволяет с помощью видеокамеры 15 зафиксировать начальный момент разрушения диска и тем самым более полно воссоздать картину разрушения.

В предложенном авторами изобретении решается задача повышения точности испытания диска за счет более точного воспроизведения эксплуатационных режимов.

Кроме того, повышение эффективности охлаждения диска и внедрение предлагаемого изобретения позволяет снизить сроки проведения испытаний, уменьшить энергозатраты, повысить надежность испытаний.

Формула изобретения

1. Способ термоциклических и разгонных испытаний дисков турбомашин, включающий три этапа испытаний, на первом из которых увеличивают частоту вращения и температуру диска в пределах заданного испытательного цикла, на втором этапе выдерживают максимальные заданные значения этих величин, на третьем - снижают частоту вращения диска и температуру диска до минимальных заданных значений охлаждающим воздухом, отличающийся тем, что регулируют температуру диска охлаждающим воздухом на втором этапе испытаний, а на третьем этапе дополнительно охлаждают поверхность диска с обоих сторон вспомогательным охлаждающим воздухом, при этом перед началом испытаний подогревают охлаждающий воздух и вспомогательный охлаждающий воздух до заданной температуры, устанавливают минимальную заданную частоту вращения и различную частоту тока в ступичной и ободной частях диска.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что разность температуры диска и температуры охлаждающего воздуха не превышает заданной допустимой величины.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед испытаниями устанавливают термочувствительные пластины между ободными замковыми поверхностями диска и поверхностями хвостовиков лопаток.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед испытаниями устанавливают частоту электрического тока в ободной части диска в 4-6 раз больше, чем в ступичной части диска.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что на третьем этапе прекращают подвод тепла к ступичной части диска.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что на первом этапе увеличивают частоту вращения диска до 0,9 максимального заданного значения, выдерживают указанную частоту вращения и затем увеличивают частоту вращения до максимального заданного значения.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что на третьем этапе снижают частоту вращения диска до 1,1 минимального заданного значения, выдерживают указанную частоту вращения и затем снижают частоту вращения до минимального заданного значения.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед началом испытаний в ободной и ступичной частях диска устанавливают одинаковую минимальную заданную частоту электрического тока, в ободной части диска на первом этапе увеличивают частоту электрического тока до максимального заданного значения, на втором этапе поддерживают ее значение, на третьем этапе снижают частоту электрического тока до минимального заданного значения, при этом на всех трех этапах в ступичной части диска частоту электрического тока поддерживают постоянной.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что на втором этапе испытаний в ободной части диска устанавливают максимальную заданную частоту электрического тока в 4-6 раз больше минимальной заданной частоты электрического тока.

РИСУНКИРисунок 1