Стенд для исследования вибропрочности материалов и элементов конструкций в высокотемпературном газовом потоке

Стенд для исследования вибропрочности материалов и элементов конструкций в высокотемпературном газовом потоке

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалисткческих

РЕСПУбккк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()977971 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 27.05. 81 (21) 3292094/25-28 с присоединением заявки N9 (23) Приоритет

Опубликовано 3011.82. Бюллетень Ì2 44

Дата опубликования описания 30. 11. 82

Р )М Ку,. э

С 01 М 7/00 а 01 Н 3/32

Государстаеииый комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

)53) УДК 620 ° 178. .5(088.8) (72) Авторы изобретения

Г.Н. Треть яченко, Г.И. Мельниченко. и Л.Ф. Ставцева

I

Институт проблем прочностИ AH Украинской ЕСР.. (71) Заявитель (54) СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ВИБРОПРОЧНОСТИ

МАТЕРИАЛОВ И ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ

В ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОМ ГАЗОВОМ ПОТОКЕ

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов, а именно к стендам для исследования вибропрочностй материалов и элементов конструкций в высокотемпературном газовом потоке.

Известны стенды, предназначенные для исследования Вибропрочности образцов из жаропрочных материалов при высоких температурахе содержащие электродинамический возбудитель колебаний и электропечь для нагрева образцов (1).

Однако данные стенды не позволяют проводить испытания на усталость в условиях теплосмеси и коррозионноэрозионного воздействия газового потока, что имеет место в реальных условиях эксплуатации материалов и элементов конструкций, например, лопаток газовых турбин.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является стенд для исследования вибропрочности материалов и элементов конструкций в высокотемпературном газовом потоке, содержащий возбудитель колебаний, камеру сгорания с соединенной с ней продувочной камерой, трубопроводы для подачи воздуха и топлива в камеру сгорания и приспособление для закрепления исследуемого объекта.

В этом стенде упомянутое приспособление размещено в продувочной камере и связано с возбудителем колебаний посредством рычажной системы (2).

Недостатком известного стенда является то, что в начале эксперимента исследуемый объект подвергается воздействию газового потока с неустановившимися параметрами. Это отрицательно влияет на достоверность получаемых результатов.

Цель изобретения — повышение достоверности результатов исследования.

Поставленная цель достигается тем, что стенд для исследования вибропрочности материалов и элементов конструкций в высокотемпературном газовом потоке, содержащий возбудитель колебаний, камеру сгорания с соединенной с ней продувочной камерой, трубопроводы для подачи воздуха и топлива в камеру сгорания и приспособление для крепления исследуемого объекта, снабжен устройством для перемещения камеры сгорания и продувочной камеры относительно возбудителя колебаний

ЗО в продольном и поперечном направ977971 лениях, а приспособление для крепления исследуемого объекта установлено на подвижном элементе возбудителя колебаний.

Ось камеры сгорания с продувочной камерой и ось возбудителя колебаний э параллельны, а устройство для перемещения камер включает вал, ocb которого параллельна оси камер, два гидроцилиндра, шток одного из которых, служащего для продольного перемещения10 камер, связан с валом через подшипник, а шток второго, служащего для поперечного перемещения камер, соединен с валом передачей с гибкой связью, а трубопровод для подачи воздуха в камеру сгорания расположен перпендикулярно оси камер и прикреплен к валу.

Между трубопроводом для подачи воздуха в камеру сгорания и валом устройства для перемещения камер раз-2О мещен узел температурной компенсации, представляющий собой телескопическое соединение, фиксированное от углового перемещения относительно вала °

Влагодаря предлагаемому выполнению стенда исследуемый объект может быть введен непосредственно в установившийся газовый поток на строго фиксированное время, что обеспечивает повышение достоверности результатов исследований.

На чертеже схематически изображен предлагаемый стенд.

Стенд включает возбудитель 1 колебаний, защищенный от прямого попадания высокотемпературного газового потока теплоизоляционным кожухом (не показан), на подвижном элементе (столе) которого установлено приспособление 2 для крепления исследуемого объекта 3, установленную над воз- 40 будителем 1 колебайий продувочную камеру 4, связанную с камерой 5 сгорания, в которую подается топливо (кислород и керосин) и воздух по трубопроводам 6-8 соответственно, и ферму 9, на которой размещены элементы устройства для перемещения камер

4 и 5 относительно возбудителя 1 колебаний в продольном и поперечном направлениях. Это устройство содержит гидроцилиндр 10 для продольного перемещения камер 4 и 5, шток 11 которого связан через упорный подшипник

12 с валом 13, на противоположном конце которого через узел 14 температурной компенсации, представляющий собой телескопическое соединение, фиксированное от углового перемещения относительно вала 13, установлен перпендикулярно оси камер 4 и 5 трубопровод 8 для подачи воздуха, являю60 щийся несущей балкой камер 4 и 5 и закрепленный на ферме 9, служащий для поперечного перемещения камер 4 и 5 второй гидроцилиндр 15, шток 16 которого передачей 17 с гибкой свя- 65 зью связан с валом 13. Камера 18, внутри которой закреплен азотно-распределительный коллектор 19, служит для охлаждения исследуемого объекта

3 и закреплена на валу 13 при помощи консоли 20. Возбудитель 1 колебаний и ферма 9 закреплены на изолированных друг от друга фундаментах

21 и 22. Стенд содержит также не показанные на чертеже пульт управле- . ния, установленные на исследуемом объекте 3 термо- и вибродатчики и систему регистрации.

Стенд работает следующим образом.

На столе, жестко закрепленном на возбудителе 1 колебаний, устанавливается приспособление 2 с исследуемым объектом 3. При помощи гидроцилиндра

10 и второго гидроцилиндра 15 камеру 18 устанавливают соосно над исследуемым объектом 3, опускают ее, стыкуя с теплоизоляционным кожухом возбудителя 1 колебаний, а продувочную камеру 4 и камеру 5 сгорания отводят в сторону на расстояние, исключающее действие неустановившегося высокотемпературного газового потока на исследуемый объект 3.

B камеру 5 сгорания подается сжатый воздух, керосин и кислород. Выход на заданный установившийся режим газового потока определяется с помощью термодатчика, установленного в продувочной камере 4. В 18 во время выхода на режим поддерживается постоянная температура, величина которой обусловлена программой испытаний. Затем камеру 18 отводят в сторону, при этом продувочная камера 4 устанавливается соосно над исследуемым объектом 3 и одновременно с этим включается возбудитель 1 колебаний и система регистрации.

По истечении заданного времени испытания отводят продувочную камеру 4 от исследуемого объекта 3 с одновременным выключением возбудителя 1 колебаний. Подается азот через распределительный коллектор 19. Проводится охлаждение объекта 3. После его остывания выключается система регистрации.

Использование изобретения позволяет получить более достоверное значение вибропрочности материалов и элементов конструкций в широком диапазоне температур за счет исключения жесткой механической связи между продувочной камерой и исследуемым объектом. Кроме того, на предлагаемом стенде могут исследоваться объекты больших размеров, так как последние не ограничены размерами продувочной .камеры.

Формула изобретения

1. Стенд для исследования вибропрочности материалов и элементов

-97 /97 1 конструкций в высокотемпературном газовом потоке, содержащий возбудитель колебаний, камеру сгорания с соединенной с ней продувочной камерой, трубопроводы для подачи воздуха и топлива в камеру сгорания и прспособление для крепления исследуемого объекта, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности результатов исследования, он снабжен устройством для перемещения камеры 10 сгорания и продувочной камеры относительно возбудителя колебаний в продольном и поперечном направлениях, а приспособление для крепления исследуемого объекта установлено на подвижном элементе возбудителя колебаний.

2. Стенд по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что ось камеры сгорания с продувочной камерой и ось возбудителя колебаний параллельны, уст- 20 ройство для перемещения камер включает вал, ось которогс параллельна оси камер, два гидроцилиндра, шток одного из которых, служащего для продольного перемещения камер, связан с валом через подшипник. а шток второго, служащего для поперечного перемещения камер, соединен с валом передачей с гибкой связью, а трубопровод для подачи воздуха в камеру сгорания расположен перпендикулярно оси камер и соединен с валом.

3, Стенд по пп ° 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что между трубопроводом для подачи воздуха в камеру сгорания и валом устройства для перемещения камер размещен узел температурной компенсации, представляющий собой телескопическое соединение, фиксированное от углового перемещения относительно вала.

Источники информации, принятые во внимание прН экспертизе

1. Патент США Р 4092869, кл. G 01 И 29/00, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 323691, кл. G 01 М 7/00, 1969 (прототип).

ВНИИПИ Заказ 9201/56

Тираж 887 Подписное

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