Способ диагностики технического состояния элемента роторной системы

(51)4 С 01 Я 3/ ЕТЕНИЯ ОПИСАН ех ча(54) СПОСОГО СОСТОЯНИТЕ 1"Ы ель ог ои с стал ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Северо-Западный заочный политнический институт(56) Вибрации в технике. СправочниПод ред, Н.Д. Генкина, М.: Машиностроение, 1981, т, 5, с. 314-348.Б ДИАГНОСТИКИ ТЕХНИЧЕСКЯ ЭЛЕМЕНТА РОТОРНОЙ СИ обретение относится к испыта технике, а именно к способу ирования долговечности ротор темы по данным испытания на ть. Целью изобретения являет овышение точности за счет обеспе чения контроля одновременно за двумя параметрами повреждаемости материала - частотой собственных колебаний и площадью накопленных дефектов. Способ осуществляют следующим образом. В образце возбуждают гармонические колебания постоянной амплитуды с стотой, равной частоте вращения ротора, в течение Б = 10"- 10 циклов, которые предварительно разбивают на равные периоды. В конце каждого периода и. замеряют площадь Янакоп 1ленных повреждений, используя любой метод дефектоскопии и частоту в координатах Г /Г и Яа/Б п,/И, где Б площадь образца, Г- частота колеба-ний, на основе которой ведут прогнозирование долговечности элемента ротоС,по резкому возрастанию кривои. 1 ил.Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способу прогнозирования долговечности роторной системы по данным испытания на усталость.Целью изобретения является повышение точности за счет обеспечения 5 контроля одновременно эа двумя параметрами повреждаемости - частотой 10 собственных колебаний и площадью накопленных дефектов.На чертеже изображена зависимость отношения частоты вращения ротора к собственной частоте колебаний образ ца от относительной площади накапливаемых в процессе испытаний дефектов.Способ осуществляют следующим образом.В соответствии с существующими 20 общетехническими требованиями к условиям, методам и средствам испытаний при гармонических возбуждениях проводят усталостные испытания диагностируемого элемента роторной механической системы, создавая гармоническое возбуждение элемента постоянной амплитуды с частотой, равной частоте вращения ротора в течение 10 -10 цик 9%лов. В процессе испытаний производят 30 разбивку их полной продолжительности на равные периоды. Число периодов выбирают исходя из такой продолжительности испытаний, чтобы за это времяпроизошло накопление дефектов, которые можно определить с помощью используемого метода дефектоскопии.Указанное условие контролируют посредством осуществления повторных измерений дефектов в начальной стадии испытаний элемента,. В конце каждого периода определяют площадь накапливаемых в элементе дефектов посредством дефектоскопии элемента, используя любой известный метод, например импедансный акустический метод, а также измерение собственной частоты колебаний элемента. Используя результаты испытаний, строят зависимость отношения частоты вращения ротора к собственной частоте колебаний элемента от числа циклов возбуждения элемента и от относительной площади накапливаемых в элементе дефектов, Полученные зависимости характеризующие изменение технического состояния элемента в режиме, соответствующем эксплуатационному состоянию, используют для оценки ресурса работы элемента. При этом учитываются допустимые требования к величине отношения частоты вращения ротора к собственной частоте колебаний элемента, принятые в процессе проектирования механической системы, а также возможные отклонения от требований.Пример осуществления способа.Проводились испытания элемента в виде образца стержневого типа, консольно закрепленного на опорной станине массивного фундамента. Гармоническое возбуждение образца с постоянной амплитудой осуществлялось с помощью электродвигателя и переходного устройства, соединенного с концом вала и свободным концом стержня, Исходная собственная частота колебаний образца составляла 45,5 Гц. Частота вращения вала электродвигателя выбиралась из соотношения Г Р/Г с = 0,55 (Г - исходная собственная частота колебаний стержня, Гр- частота вращения вала электродвигателя),Дефектоскопия образца осуществля лась с использованием импедансного акустического метода посредством прлбора УКБМ., Измерения собственной частоты колебаний образца проводились посредством специально предназначенной для этих целей установки ИЧЗ. Амплитуда колебаний свободного конца образца при испытаниях составляла 10 мм. Усталостные испытания образца проводились на базе 10 циклов возбуждения. Оценка развивающихся в образце дефектов на начальной стадии усталостных испытаний образца показала возможность определения дефектов выбранным методом после продолжительности испытаний3,5 ч, что соответствует и,=20 10 циклам возбуждения образца= п,/2 Я). В результате число периодов возбуждения образца было выбрано равным 5, Дефектоскопия образца и измерения собственной частоты колебаний производились перед началом испытаний, а также через каждые 20"10 циклов возбуждения.По результатам испытаний образца построены зависимости отношения частоты вращения ротора к собственной частоте колебаний образца от относительной площади накапливаемых в процессе испытаний дефектов Я /Я где Б- площадь накапливаемых дефектов; Б - площадь рабочей поверхнос1385019 б/с 0,8 Составитель В.Черноведактор Н.Слободяник Техред М.Ходанич орректор М.Пож Тираж 847твенного комитета СССРтений и открытийЖ, Раушская наб 6/40ВНИИПИ Государпо делам изобр 113035, Москва Зака писное 4 Производственно-полиграфическое предприяти ород,ул,Проектная,ти образца, и относительного числа периодов его возбуждения (см.чертеж). Проведенные испытания образца показали возможность его устойчивой рабо 65 ты в течение 6 10 циклов возбуждения ( = 10,6 ч), после чего наблюдается существенное изменение с образца, т.е. исходное отношение Г /Г, увеличивается, 10 Формула изобретенияСпособ диагностики технического состояния элемента роторной системы,заключающийся в том, что прикладывают к элементу циклическую нагрузкупутем гармонического возбуждения егос постоянной амплитудой и частотойи по характеристике усталости судято ресурсе элемента, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности, в период нагруженияпроводят не менее 3-х измерений площади накопленных дефектов и собственной частоты элемента, по которым определяют характеристику усталости.