Способ контроля технического состояния многороторной турбомашины

Сотов Соввтсннк Соцналнстнчвсннк спублни АВТОРСКОМУ Ь 61) Дополнительное к/О с прнсоеаиненнем заявки арствснвы 11 калит СССР Приоритет о дела етеии Опубликовано 23, 0. 82. Бюллетень М ДК 621.4 55 (088. 8) открыт описания 23.05.82 а опубликован 72) Авторы изобретен Чем,Дорошко ижский Краснознаменный ин авиации им. Ленинск(21) Заявител итут и о комс раждащ: кои енероеола 54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИ МНОГОРОТОРНОЙ ТУРБОМАШИНЫшины уров тах, ния дефе ши иб Изобретение относится к диагнос-тике технического состоянимеханизмов и, в частности агностике турбомашин.Известен способ контроля технического состояния многороторной турбома 5путем периодического измеренияня вибрации ее корпуса на частосоответствующих частотам вращероторов, с последующим выявлениемктов ротора 1 1.тоОднако известный способ позволяет выявить только дефектный ротор, в то время, как источник дефекта - повышение вибраций машины, может быть кактй турбина, так и компрессор этого ротора. Таким образом, известный способ не обеспечивает необходимой точности контроля.Цель изобретения - повышение точности контроля. Поставленная цель достигаетсяем, что дополнительно измеряют уроень вибраций при отношении частот вращений роторов, равном 0,5, и по рактеру его изменения выявляют узел ротора, имеющий дефект.Сущность предлагаемого способа контроля технического состояния тур бомашины и, в частности, турбомааины с межвальным подшипником между роторами, заключается в следующем,В процессе эксплуатации турбома ны периодически измеряют уровень в раций ее корпуса. На первом этапе фиксируют общий уровень вибраций в полосе частот, охватывающей весь ди пазон частот вращения роторов турбо машины. Изменение ( рост ) общего уровня вибраций указывает на то, что в турбомашине возник дефект.Далее измеряют величину вибраций на определенной частоте, связанной с частотой вращения ротора, известным соотношением, и определяют ротор турбомашины, являющейся источником повышенных вибраций. Для этого следу ет измерить уровень вибраций на ос"3 93новных роторных гармониках каждогоиз роторов в отдельности, в том числе на режиме, где скольжение роторовравно 0,5. Если уровень вибрации начастоте, соответствующей частоте вращения ротора высокого давления, наэтом режиме растет, то это означает,что неисправен узел турбины роторанизкого давления так как именно турбины двух роторов связаны между собой межвальной опорой. Если уровеньвибраций на этом режиме не изменяется, значит дефект возник в узле ком.прессора.На фиг, 1 представлено изменениеуровня вибраций с частотой основной роторной гармоники ротора низкого давления (РНД); на фиг. 2 - изменение уровня вибраций с частотой. основной роторной гармоники роторавысокого давления (РВД) при наличиидеФектов в компрессоре; на фиг. 3 то же, при наличии дефектов в турбигне; на фиг, 4 - приращение уровнявибраций в зависимости от отношенияскоростей вращения Ораторов (скольжения, 0036 4Однако на фиг. 3 в диапазоне оборотов ротора РВД около 220 об/снаблюдается рост уровня вибраций попервой гармонике. РВД (подобный ростпри разбалансировке компрессора нафип. 2 отсутствует). При этом обороты ротора РНД находятся в диапазонеоколо 110 об/с, т.е. отношениескорости ротора РНД и скорости ро О тора РВД равно 0,5. Более четкоепредставление об изменении уровнявибраций по первой гармонике ротораРВД в этом диапазоне дает Фиг.4,где кривая 7 показывает изменение 1 З приращения уровня вибраций в зависимости от отношения скоростей вращения роторов. При отношении скоростей вращения, равном 0,5, разбалансировка турбины РНД вызывает повыв шение вибраций корпуса турбомашиныс частотой, равной частоте вращенияротора РВД.Таким образом, предлагаемый способ дает возможность выделить де З Фектный узел дефектного ротора, темсамым повышая точность контроля тех;нического состояния турбомашины.Разбалансировка как ротора компрессора, так и ротора турбины выэы. вает существенное изменение уровня вибраций с частотой основной роторной гармоники РНД (фиг,1, где 1 исходное состояние, 2 - изменение 1-ой роторной гармоники РНД при разбалансировке компрессора РНД, 3- изменение 1-ой роторной гармоники РНД при разбалансировке турбины РНД). При этом распознать оба неисправных состояния с высокой степенью достоверности достаточно трудно. В то же время ясно, что неисправности имеют именно узлы ротора НД, так как уровень вибраций по 1-ой роторной каскада, РВД практически не меняется (фиг.2 и 3, где кривые 4 ,соответствуют исходному состоянию, кривые 5 - разбалансировке компрессора РНД, кривые 6 - разбалансировке турбины РНД). 30 Формула изобретенияСпособ контроля технического состояния многороторной турбомашины путем периодического измерения уровнявибраций ее корпуса на частотах,соответствующих частотам вращенияроторов, с последующим выявлениемдефектного ротора, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повыше-ния точности контроля, дополнительно 4 ф измеряют уровень вибраций при отношении частот вращений роторов, равном0,5, и по характеру его изменения выявляют узел ротора, имеющий дефект.11 сточники информациипринятые во внимание при экспертизе1. Карасев В.А. Вибрационная диагностика газотурбинных двигателей.930036 Сюором 1 М 1 О 1 ФСююросгэ 1 ртцения РОЮОРОфИЗ аф НИИПИ Заказ 3 Филиал ППП "Патент Яд Лжру И, И/с 1 У рацгиим Ро Рвай