Стенд для термоциклических и разгонных испытаний дисков турбоагрегатов

(191 (11) 04 001 М 1 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСНО ИДЕТЕЛЬСТ повысить ональные изменени на внешн Вой з оныы диска зоны най грани,Базаров,А.Н.Субботин ска трегналу ис ния форнизм 10 ерживающийна внешнеи ева минивленияания, подзаданияЮ Ю ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬПИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Куйбышевский политехнический институт им. В,В,Куйбышева(56) Демьянушко И.В., Сургин В,С. Проблемы автоматизированных циклических испытаний дисков и роторов на разгонных стендах. - Проблемы прочности, 1981, Р 7, с, 110-115,Авторское свидетельство СССР У 1362240, кл. С 01 М 15/00, 1986. (54) СТЕНД ДЛЯ ТЕРМОЦИКЛИЧЕСКИХ И . РАЗГОНАХ ИСП 11 ТАНИЙ ДИСКОВ ТУРБОАГ- РЕГАТОВ(57) Изобретение позволяет точность и расширить функц возможности стенда за счет градиента температур диска и внутренней границах коль нагрева. При поддержании т на внешней границе кольцев грева выше т-ры на внутрен це кольцевой зоны нагрева тий блок 21 управления по точника 20 постоянного сме мирует сигнал на первый ме наклона индуктора (И), подд зазор между И 5 и диском 1 границе кольцевой зоны наг мальньм. Первый блок 6 упр действует на источник 7 пи держицкая равенство сигнала1456814 с первого выхода программного задатчика 8 и выходного сигнала первогодатчика 3 т-ры диска. Второй блок 9управления воздействует на второймеханизм 22 наклона И, поддерживаяравенство сигналов с второго выходапрограммного задатчика 8 и с выходавторого датчика 4 т-ры диска. Приизменении заданного градиента т-рыдиска 1 компаратор 13 изменяет состояние первого 14, второго 15, третьего 6, четвертого 17, пятого 18 ишестого 19 ключей, второй блок 9управления через второй механизм 22наклона И поддерживает зазор междуИ 5 и диском 1 на внутренней границезоны нагрева минимальным. Заданнаят-ра диска на внутренней границе эо 1Изобретение относится к испытаниям двигателей, в частности к устройствам термоциклических и разгонных испытаний дисков турбоагрегатов.Целью изобретения является повышение точности и расширение функциональных возможностей.На фиг 1 представлена функциональная схема стенда для термоциклических и разгонных испьгганий дисков гурбоагрегатов; на фиг. 2 - заданные зависимости температур диска на внешней и внутренней границах кольцевой зоны нагрева во время испытаний.Стенд для термоциклических и разгонных испьгганий Дисков турбоагрегатав содержит соединенный с диском 1 привод 2 вращения, первый 3 и второй 4 датчики температуры диска, установленные соответственно на внешней и внутренней границах кольцевой зоны нагрева диска, индуктор 5, установленный над кольцевой зоной нагрева диска и связанный входом с выходом первого блока 6 управления через источник 7 питания, программный задатчик 8, второй блок 9 управления и первый механизм 10 регулирования наклона индуктора. Дополнительно стенд содержит первый 11 и второй 12 сумматоры, компаратор 13, первый 14, второй 15, третий 16, четвертый 17, пя 5 О 15 20 25 30 ны нагрева поддерживается источником7 питания по сигналу первого блока 6управления, а первый механизм 10 наклона И по сигналу третьего блока 21управления увеличивает зазор междуИ 5 и диском 1 на внешней границекольцевой зоны нагрева и поддерживает за счет этого заданную т-ру внешней границы кольцевой зоны нагрева.Такое, выполнение устройства позволяет независимо регулировать величину зазора И 5 и диска 1 на внешнейи внутренней границах кольцевой зоны нагрева, повышая точность поддержания заданных т-р нагрева, и изменять знак градиента т-р внешней ивнутренней границ кольцевой эоны нагрева диска 1. 2 ил. 2тый 18 и шестой 19 ключи, источник 20 постоянного смешения, третий блок 21 управления и второй механизм 22 регулирования наклона индуктора. При этом первый сумматор 11 первым и вторым входами соединен соответственно с первым выходом программного задатчика 8 и выходом первого датчика 3 температуры диска, а выходом - через пер. вый ключ 14 с входом первого блока 6 управления и через второй ключ 15 с первым входом третьего блока 21 управления, подключенного выходом к входу первого механизма 10 регулирования наклона индуктора, Второй сумматор 12 первым и вторым входами связан соответственно с вторым выходом программного задатчика 8 и с выходом второго датчика 4 температуры диска, а выходом - через третий ключ 16 с входом второго блока 9 управления, выходом соединенного с входом второго механизма 22 регулирования наклона индуктора, и через четвертый ключ 17 с входом первого блока 6 управления. Источник 20 постоянного смещения выходам подключен через пятый ключ 18 к второму входу третьего блока 21 управления и через шестой ключ 19 к входу второго блока 9 управления. Компаратор 13 первым и вторым входами соединен с соответствующими выхода 3 4568 ми программного задатчика 8, а выходом - с управляющими входами первого 14, второго 15, третьего 16, четвертого 17, пятого 18 и шестого 19 ключей. Первый 10 и второй 22 механизмы5 регулирования наклона индуктора связаны с индуктором 5 соответственно в. точках над внешней и внутренней границами кольцевой зоны нагрева диска.Первый 14, третий 16 и пятый 18 ключи - нормально-замкнутые, а второй 15, четвертый 17 и шестой 9 ключи- нормально-разомкнутые. Источник 20 постоянного смещения выполнен, напри мер, как источник постоянного напря-. жения или тока.Стенд для термоциклических и раэгонных испытаний дисков турбоагрегатов работает следующим образом. 20 В процессе испытаний реализуютсязаданные зависимости температур Тдиска на внешней ( точка А и внутренней (точка В) границах кольцевой 25зоны нагрева диска, соответственнокривые а и 5,На участке О- , программы температура точки А выше, чем температураточки В. Сигналы с выхода программного задатчика 8 воздействуют накомпаратор 13 таким образом, что последний формирует нулевой сигнал,замыкая первый 14, третий 16 и пятый8 ключи и размыкая второй 15, четвертый 17 и шестой 19 ключи. В резуль.тате этого на вход первого блока 6управления с выхода первого .сумматора 11 через первый ключ 14 воздействует сигнал, равный разности между 40сигналом задания, поступающего с первого выхода программного задатчика 8и сигналом с выхода первого датчика3 температуры диска. Первый блок 6управления формирует сигнал, пропорциональный этой разности, которыйвоздействует на источник 7 питания,обеспечивающий подачу на индуктор 5уровня мощности, соответствующегозаданной температуре диска в точке А. 50Одновременно на вход третьего блока21 управления через пятый ключ 18воздействует сигнал с выхода источника 20 постоянного смещения, в результате чего третий блок 21 управления формирует сигнал, воздействующий на первый механизм 10 наклонаиндуктора таким образом, чтобы зазор между индуктором и диском в этой 14точке, т.е, в точке А, был минимальным. Кроме того, через третийключ 16 на вход второго блока 9 управления с выхода второго сумматора12 воздействует сигнал, равный разности между сигналами задания температуры, поступающего с второго выхода программного задатчика 8 и сигналом с выхода второго датчика 4 температуры диска, второй блок 9 управления формирует сигнал, пропорциональный этой разности, который воздействует на второй механизм 22.наклона индуктора, изменяя положениеиндуктора 5 относительно диска 1 таким образом, чтобы температура диска 1 в точке В была равна заданной.В момент времени с, градиент температуры диска 1 меняет знак,приэтом компаратор 13 формирует единичный сигнал, который размыкает первый14, третий 16 и пятый 18 ключи и замыкает второй 15, четвертый 17 и ше-.стой 19 ключи, При этом сигнал с выхода источника 20 постоянного смещения через шестой ключ 19 воздействуетна второй блок 9 управления, которыйформирует сигнал управления, воздействующий на второй механизм 22 наклона индуктора таким образом, что последний перемещает индуктор 5 в положение, соответствующее минимальномузазору между индуктором и диском вточке В, где температура максимальна.Сигнал с выхода второго сумматора 12через четвертый ключ 17 воздействуетна первый блок 6 управления, которыйформирует сигнал, воздействующий наисточник 7 питания таким образом,чтобы последний обеспечил подачу наиндуктор 5 мощности, соответствующейзаданной максимальной температуре диска 1 в точке В,Одновременно сигнал с выхода первого сумматора 11 через второй ключ15 воздействует на третий блок 21 управления, который формирует сигнал,воздействующий на первый механизм 10наклона индуктора, таким образом, чтопоследний перемещает индуктор 5, увеличивая зазор между индуктором 5 идиском 1 в точке А, где температурадиска 1 минимальна. Наклон индуктора5 относительно плоскости диска приводит к перераспределению электромагнитной, а следовательно, и тепловой мощности по радиусу диска 1.так,что большая часть греющей мощности1456814 6наклона индуктора, чтобы поддерживатьтемпературу диска 1 в точке А на заданном программой уровне, к . Лалее работа стенда происходит)щ- аналогичным образом. выделяется в области диска 1, гдезазор минимальный (т,е. в данном случае в точке В). Перепад температурпо радиусу диска 1 обеспечивается каза счет перераспределения греющей моности, так и за счет изменения условий теплообмена между диском и окружающей средой.С момента , до , градиент температуры от точки В к точке А увеличивается. При этом положение индуктора 5 в точке В фиксируется с помощью второго механизма 22 наклона ин-дуктора, обеспечивая минимально допустимый зазор.Сигнал с выхода второго сумматора12 через четвертый ключ 17 воздействует на первый блок 6 управления,который формирует сигнал, воздейству- )Оющий на источник 7 питания для поддержания в точке В заданной программной температуры. Одновременно сигналс выхода первого сумматора 11 черезвторой ключ 5 воздействует на третий блок 21 управления, который формирует сигнал, воздействующий на новый механизм 10 наклона индуктора,который поднимает соответствующийкрай индуктора 5, увеличивая зазор . 30между нндуктором 5 и диском 1 в точке А. При этом уменьшается электромагнитная мощность, передаваемая вдиск 1 в этой точке, Лалее, с момента С до моментаградиент, остается постоянным. Первый механизм 10наклона индуктора под действием сигнала с выхода третьего блока 21 управления уменьшает зазоры, опускаякрай индуктора над точкой А, поддерживая температуру в этой точке назаданном уровне,С моментадо моментаградиент температуры уменьшается. Однако,так как по-прежнему абсолютное заданное значение температуры диска 1 вточке В остается больше, чем в точке А, сигнал с выхода второго сумматора 12 через четвертый ключ 17 воздействует на первый блок б управле- . 50ния, который в свою очередь воздейст.вует на источник 7 питания, поддержи.вая температуру диска 1 в точке В всоответствии с заданной программой.В то же время сигнал с выхода пер явого сумматора 11 воздействует черезвторой ключ 15 на третий блок 21 управления и последний формирует сигнал,воздействующий на первый механизм 10 формула изобретения Стенд для термоциклических и разгонных испытаний дисков турбоагрегатов, содержащий соединенные с диском привод вращения, первый и второй датчики температуры диска, установленные соответственно на внешней и внутренней границах кольцевой зоны нагрева диска, индуктор, установленный над кольцевой зоной нагрева диска и связанный входом с выходом первого блока управления через источник питания; программный эадатчик, второй блок управления и первый механизм регулирования наклона индуктора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей, он дополнительно содержит два сумматора, компаратор, шесть ключей, источник постоянного смещения, третий блок управления и второй механизм регулирования наклона индуктора, при этом первый сумматор первым и вторым входами соединен соответственно с первым выходом программного задатчика и выходом первого датчика температуры диска, а выходом через первый ключ - с входом первого блока управления и через второй ключ - с первым входом третьего блока управления, подключенного выходом к входу. первого механизма регулирования наклона индуктора, второй сумматор первым и вторым входами связан соответственно с вторым выходом программного задатчика и с выходом второго датчика температуры диска, а выходом через третий ключ - с входом второго блока управления, .выходом соединенного с входом второго механизма регулирования наклона индуктора, и через четвертый ключ - с входом первого блока управления, источник постоянного смещения выходом подключен через пятый ключ к второму входу третьего блока управления и через шестой ключ к входу второго блока управления, компаратор первым и вторым входами соединен с соответствующими выходами программного задатчика, а выходом - с управ1456814 ляющими входами всех ключей, кроме того, первый и второй механизмы регулирования наклона индуктора связаны с индуктором соответственно в точках над внешней и внутренней границами кольцевой зоны нагрева диска.,Составитель М.Верктор Г.Волкова Техред М .Дидье; н орректор С.Иекмар Заказ 7475/40 Тираж 788 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4