Способ вибрационного контроля дефектов роторов

(2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Рижский политехнический институт им. А.Я.Пельше(56) Грабовски Б. Вибрационные свойства ротора турбины с поперечной трещиной. - Труды американского общества инженеров-механиков. Конструирование и технология машиностроения, 980, т. 102, У 1, с, 98-104.Авторское свидетельство СССР Ф 1262364, кл, С 01 И 29/04, 1985. (54) СПОСОБ ВИБРАЦИОННОГО КОНТРОЛЯ ДЕФЕКТОВ РОТОРОВ(57) Изобретение относится к неразрушающему контролю изделий и может быть использовано для обнаружения дефектов (трещин) в роторах турбин, валах и подобных вращающихся элементах турбин. Целью изобретения является расширение эксплуатационных воэможностей и снижение стоимости контроля, Контролируемый ротор устанавливают горизонтально и приводят его во вращение с частотой, превышающей в 2 раза низшую собственную частоту изгибных колебаний ротора. Одновременно возбуждают вынужденные изгибные колебания ротора на низшей частоте его собственных изгибных колебаний. При . наличии дефекта в роторе в анализируемых изгибных колебаниях ротора появляются биения. Поскольку собственная частота изгибных колебаний ротора в несколько раз меньше собственной частоты его продольных колебаний,обеспечивается возможность вращения ротора и возбуждение его вынужденных колебаний без применения соответствен-но мультипликатора и преобразователя частоты переменного тока, в результате чего снижается стоимость контроля более широкого (по инерционно-жест- костным параметрам) класса роторных систем.10 Формула изобретения Корректор А.Тяско Заказ 4428/4 б Тираж /76 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 113415Изобретение относится к неразрушающему контролю изделий, а именно к способам вибрационного контроля, и может быть использовано для обнаруже 5 ния дефектов (трещин) в роторах турбин, валах и подобных вращающихся элементах машин.Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей и снижение стоимости контроля.Сущность изобретения заключается в определении дефектности ротора за счет обнаружения появления биений вынужденных изгибных колебаний вращающегося ротора, возбуждаемых на низшей собственной частоте его изгибных колебаний.Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.20Контролируемый ротор устанавливают горизонтально и приводят его во вращение с частотой у, превьшающей в два раза низшую собственную частоту Я , изгибных колебаний ротора. Одно временно к вращающемуся ротору прикладывают в поперечном направлении внешнюю гармоническую вынуждающую силу с частотой Л = Ин в результате чего возбуждают вынужденные резонанс- ЗО ные иэгибные колебания ротора. Эти колебания анализируются. При отсутствии дефекта в контролируемом роторе вынужденные изгибные колебания ротора близки к моногармоническим. При наличии же дефекта в роторе его изгибная жесткость периодически изменя/+ется с частотой и вращения. В этом случае возможно так называемое параметрическое усиление вынудженных из 40 гибных колебаний ротора. Необходимым условием параметрического усиления является строгая синхронность (когерентность) параметрического и внешнего силового воздействий, которая имеет место при й = Я /2. Однако, поскольку обеспечить абсолютную синхронность на практике весьма сложно, так как вращение ротора и возбуждение его изгибных колебаний осуществ Составитель В.ШехтерРедактор Л.Повхан Техред А.Кравчук ляются от независимых источниковэнергии, практически неизбеж" является некоторая частотная расстройкаЬЯ = ( Й - Ю /2) небольшой величины.Вследствие близости частот й и Я /2вынужденные изгибные колебания ротора при наличии дефекта имеют вид биений, таким образом, появление биенийв анализируемых изгибных колебанияхротора является критерием его дефектности. Поскольку собственная частотаизгибных колебаний ротора обычно внесколько раз ниже собственной частоты продольных колебаний, становитсявозможным вращение контролируемогоротора непосредственно от электродвигателя, без применения мультипликатора, а возбуждение иэгибных колебаний -с помощью электромагнитного вибровозбудителя, без применения специальныхпреобразователей частоты переменноготока. В результате этого снижаетсястоимость проведения контроля. Крометого, расширяются эксплуатационныевозможности, так как с помощью предлагаемого способа можно контролироватьболее широкий (по инерционно-жесткостным параметрам) класс роторныхсистем. Способ вибрационного контроля дефектов роторов, по которому контролируемый ротор устанавливают горизон" тально, приводят его во вращение, возбуждают вынужденные колебания ротора с частотой, в два раза меньшей частоты вращения, с помощью гармонической вынуждающей силы, анализируют вынужденные колебания и определяют дефектность ротора по появлению биений, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей и снижения стоимости контроля, вынужденные колебания ротора возбуждают изгибными, на низшей частоте собственных изгибных колебаний ротора.