Устройство для определения параметров поперечного сечения полых корпусов турбомашины при стендовых испытаниях
DEVICE FOR DETERMINATION OF THE TURBO MACHINE HOLLOW BODIES CROSS-SECTION PARAMETERS AT BENCH TESTING

Изобретение относится к устройствам для определения параметров поперечного сечения полых тел, в частности полых корпусов турбомашины при стендовых испытаниях.
В качестве наиболее близкого аналога (прототипа) выбрано устройство для определения параметров поперечного сечения полых тел, содержащее средство для крепления и перемещения, по меньшей мере, одного измерительного элемента, имеющего возможность взаимодействия с полым телом (патент на ИЗ №94012463).
Следует отметить, что в качестве полого тела может быть использован и полый корпус турбомашины.
Основным недостатком известного технического решения является низкая точность измерений изменения размеров поперечного сечения полых тел, так как замер деформации осуществляется только в местах установки измерительных элементов, а между последними образуются слепые зоны, в которых могут находиться значительные локальные зоны со значительными деформациями исследуемого корпуса.
Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленного устройства является повышение точности определения параметров поперечного сечения полых тел, в частности корпусов турбомашин при стендовых испытаниях.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве для определения параметров поперечного сечения полых тел (в том числе полых корпусов турбомашины при стендовых испытаниях), содержащем средство для крепления и перемещения, по меньшей мере, одного измерительного элемента, имеющего возможность взаимодействия с полым телом (испытуемым полым корпусом турбомашины), согласно настоящему изобретению средство для крепления и перемещения выполнено в виде вала, установленного на подшипниковые опоры внутри полого тела (испытуемого полого корпуса турбомашины), соосно с последним, на наружном диаметре которого в как минимум одном характерном сечении полого тела (испытуемого полого корпуса турбомашины) установлен, по меньшей мере, один упомянутый измерительный элемент, выполненный в виде датчика перемещений, соединенный с системой сбора данных (ССД).
Возможность проворота вала позволяет измерить деформации испытуемого полого корпуса турбомашины в каждой точке интересующего поперечного сечения в процессе испытаний, тем самым, повысить точность измерений.
При этом вал выполнен с возможностью проворота за счет механизма управления поворотом вала (МУПВ) вручную или посредством привода.
Сущность настоящего изобретения поясняется фигурами чертежей, в частности, на фиг. 1 представлен продольный разрез устройства для определения параметров поперечного сечения полых корпусов турбомашины при стендовых испытаниях, на фиг. 2 представлен разрез А-А.
Устройство для определения параметров поперечного сечения полых тел, в частности полых корпусов турбомашины при стендовых испытаниях, содержащее средство для крепления и перемещения, по меньшей мере, одного измерительного элемента 1, имеющего возможность взаимодействия с испытуемым полым корпусом 2, при этом средство для крепления и перемещения выполнено в виде вала 3, установленного на подшипниковые опоры 4 внутри испытуемого полого корпуса 2, соосно с последним, на наружном диаметре которого в как минимум одном характерном сечении испытуемого полого корпуса 2 установлен, по меньшей мере, один упомянутый измерительный элемент 1, выполненный в виде контактного или бесконтактного датчика перемещений, например, лазерного триангуляционного датчика, соединенного с ССД 5.
При этом вал 3 выполнен с возможностью проворота за счет МУПВ 6 вручную или посредством привода, например электропривода. При этом вал 3 и подшипниковые опоры 4 могут являться как штатным валом турбомашины и его опорами, так и изготавливаться отдельно, являясь принадлежностью испытательного стенда.
ССД 5 представляет собой преобразовательное и накопительное устройства. Первым устройством является блок приема электрических сигналов со всех измерительных элементов 1, впоследствии которые представляются в удобной для анализа системе измерения и привязаны к углу поворота вала 3. Накопительное устройство сохраняет и визуализирует получаемые преобразованные сигналы в процессе испытаний, например, в виде таблиц, диаграмм и графиков. Таким устройством может являться ноутбук.
МУПВ 6 в частном случае реализации включает в себя электропривод, датчик угла поворота вала 3 и редуктор, выходной вал которого соединен с валом 3. Угол поворота вала 3 определяется минимальным количеством z измерительных элементов 1 в каждом из исследуемых сечений полого корпуса 2. Рекомендуется устанавливать равное количество измерительных элементов 1 и располагать их равномерно в каждом исследуемом сечении, а угол поворота выбирать α=360°/z. Направление вращения вала 3 может осуществляться как по часовой стрелке, так и против.
В процессе испытаний полого корпуса 2 его ступенчато нагружают, в результате чего он деформируется. На каждой ступени нагружения, включая начальный и конечный моменты, до приложения и после снятия нагрузки, дается команда на МУПВ 6 и происходит поворот вала 3 совместно с измерительными элементами 1 на заданный угол α вручную или посредством привода. Измерительные элементы 1 при этом осуществляют замер деформаций полого корпуса 2 в поясах установки. ССД 5 преобразует в удобную для анализа форму, записывает и визуализирует сигнал с измерительных элементов 1.