Способ определения относительной частоты колебаний лопаток турбомашин

1013766 1 Н 11 0 ЬИ КОМИТЕТ СССР, ТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ГОСУДАРСТВЕН ПО ДЕЛАМ ИЗ САНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСК 4 В(56) 1. Авторское свидетельство СССР В 391410, кл. С 01 Н 1/08,1971прототип).,54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОТНОСИ-.ТЕЛЬНОЙ ЧАСТОТЫ КОЛЕБАНИЙ ЛОПАТОК ТУРБОМАШИН, заключающийся,в том, что измеряют значение автокорреляционной функции колебаний для временной задержки, значение которой меньше периода вращения ротора на интервал времени, за который корневое сечение лопатки смещается на центральный угол между контрольными точками окружности, и найденное значение автокорреляционной функции используют для определения относительной частоты колебаний, о т л ич а ю щ и й.с я тем, что, с целью сокращения времени определения относительной частоты колебаний, измеряют второе и третье значения авто- . корреляционной функции колебаний для временных задержек, второе значение которой равно периоду вращения ротора, третье - больше периода на величину первой задержки, а относительную частоту колебаний определяют по соотношению трех значений авто- корреляционной функции.о30 где Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров вибраций вращающихся. элементов турбомашин.5Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является спо"соб определения относительной частоты колебаний лопаток турбомашины,заключающийся в том, что измеряютзначение автокорреляционной функцииколебаний для временной задержки,значение которой меньше периода вра-.щения ротора на интервал времени, закоторый корневое сечение лопатки смещается на центральный угол между 15контрольными точками окружности, инайденное значение автокорреляционной функции используют для определения относительной частоты колебаний 1). 20Недостатком известного способаявляется длительное время определения.частоты иэ-за невозможности определения параметров резонансныхколебаний, когда частота колебанийлопаток кратна частоте вращения ротора.Целью изобретения является сокращение времени определения относительной частоты колебаний.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу определения относительной частоты колебанийлопаток турбомашин, заключающемуся втом, что измеряют значение автокор- З 5реляционной функции колебаний для.временной задержки, значение которойменьше периода вращения ротора наинтервал времени, за который корневое сечение лопатки смещается нацентральный угол между контрольнымиточками окружности, и найденноезначение автокорреляционной функциииспользуют для определения относительной частоты колебаний, измеряютвторое и третье значения автокор- А 5реляционной функции колебаний длявременных задержек, второе значениекоторой равно периоду вращения ротора, третье - больше периода на вели-чину первой задержки, а относительную частоту, колебаний определяют по .соотношению трех значений автокорре.ляционной Функции,Способ определения относительнойчастоты колебаний лопаток турбомашин заключается в следующем,Изменение во времени конца лопатки в результате ее деформации приколебаниях можно рассматривать какотклик колебательной системы с однойстепенью свободы на широкополосноеслучайное воздействие.,Диссипативныесвойства системы, которые определяют,регулярность возбуждаемйх колебанийхарактеризуются логарифмическим дек 65 рементом дТ. Для лоцаток осевыхтурбомашин дТ0,1, т.е. положение во времени конца колеблющейсялопатки описывается узкополоснымслучайным процессом с некоторой собственной частотойдискретно-Фазовый метод позволяетизмерять отклонения конца колеблющейся лопатки в дискретные моментывремени бф о + до + 1 Р,+ тр+В1где Т = -- период вращения ротоРР ра 15 - частота вращения роРтора;Д 1 - шаг дискретизациипроцесса.Дискретной выборке из узкбполосного случайного процесса можно пос-,тавить в соответствие процесс авторегрессии второго порядка, три значения автокорреляционной функции которого при сГТ ( О,1 связаны выражениемй ГЧ= р й -и-к Гт-гац,где р - коэффициент, однозначно определяющий собственную частоту узкополосного процесса.По трем значениям автокорреляционной функции колебаний лопатки, за-держанным друг относительно другана ас, можно определить рд 3+2 дяй г- д+а частота колебаний лопатки 1 равнау - 1 ( й 3+ й сдЦ или относительная частоте 4 колеба.ний в ф, дт дф, --23 оС - центральный угол.1.ХВыбор сС из условия сй - обеспечивает измерение трех значенйй авто- корреляционной функции в пределах одного периода колебаний и поэтому полученное выражение позволяет определить частоту колебаний лопаток при любых значенияхДвумя датчиками, смещенными на центральный угол о(., по значениям от-,клонений концов лопаток, регистрируемых на -ом и (1-1)-ом оборотах ротора, можно эа и оборотов ротора( и) оценить три значения авто- корреляционной функции, одно иэ которых соответствует временной задержке ТР - период вращения ротора,,Эаказ 3001/48 Тираж 871 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 а два других - задержки, которые больше и меньше Т на Л 1, за которое корневое сечейие лопатки.смещается на угол оСущность способа состоит в том, что определение относительной частоты колебаний лопаток сводится к нахождению сигналов, сформированных по результатам измерений функции колебаний в двух контрольных точках окружности за и оборотов ротора, причем каждое слагаемое суммарного сигнала формируется по результатам измерений на текущем и предшествующем оборотах ротора.На чертеже представлена блок-схема устройства для осуществления способа определения относительной частоты колебаний лопаток турбомашин. Устройство содержит два периферийных 1, 2 и один корневой 3 вибропреобразователя, датчик 4 числа оборотов, подключенные к ним четыре Формирователя 5 - 8, преобразователь 9 временных интервалов, к входам которого подключены формирователи 5 и 6 периферийных вибропреобра. зователей 1 и 2 блок 10 управления, к входам которого подключены формирователи 7 и 8 корневого вибропреобразователя 3 и датчика 4 числа оборотов, и регистратор 11, К выходам преобразователя 9 временных интервалов подключены два блока 12 и 13 задержки, к выходам которых подключены попарно параллельно четыре умножителя 14-17, два сумматора 18 и 19, входами подключенных попарноперекрестно к выходам умножителей 14-17, два блока 20 и 21 памяти, входами соединенных с выходами сумматоров 18 и 19, делитель 22, соединенный входами с выходами блоков 20 и 21 памяти, а выходом через функциональный формирователь 23 - с регистратором 11. Вторые входы умножителей 14-17 соединены попарно параллельно с выходами преобразователя 9 временных интервалов, а выход блока 10 управл ния подключен к управляющим входам блоков 12 и 13 задержки, блоков 20 и 21 памяти й регистратора 11.Устройство для определения отно сительной частоты колебаний лопатоктурбомашин работает следующим образом. Сигналы с внбропреобразователей-3 и датчика 4 числа оборотов нормао лизуются ио амплитуде и форме формирователями 5-8. С выходов Формирователей 5-7 сигналы поступают навходы преобразователя 9 временныхинтервалов, преобразующего вреЮен 15 ные интервалы в коды, пропорциональ-ные отклонениям концов лопаток в моменты прохождения двух контрольныхточек окружности. Два входных сигналапреобразователя 9 временных интерва-2 О лов, соответствующие первой и второйконтрольным точкам окружности, непосредственно и через блоки 12 и 13задержки подаются попарно на входьумножителей 14-17, которые совмест-:25 но с сумматорами 18 и 19 и блоками20 и 21 памяти реализуют измерениетрех значений автокорреляционнойфункции за и оборотов ротора и фор"мирование сигналов, поступающих наделитель 22, Блок 10 управления, навходы которого поступают сигналы откорневого вибропреобразователя 3н датчика 4 числа оборотов, синхронизирует работу устройства по числуконтролируемых лопаток и числу оборотов ротора, за которое осуществляется измерение. На п + 1) оборотаротора последовательно для каждойконтролируемой лопатки посредствомделителя 22 формируются сигналы,40 по которым функциональный Формирователь 23 вырабатывает сигналы, пропорциональные значениям относительной частоты колебаний для каждойлопатки, которые Фиксируются регидт"45 ратором 11Использование способа позволяетсократить время определения частотыколебаний эа счет измерения их вреальном масштабе времени,