РАЗГОННАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ДИСКОВ

Полезная модель относится к области техники испытаний при вращении деталей и узлов авиационных двигателей, в частности к установкам для разгонных испытаний дисков.
Известная установка для разгонных испытаний (М.М.Кобрин, «Прочность вращающихся дисков», Ленинград, 1963 г., стр.53-55) состоит из сварного корпуса, внутри которого расположена испытательная камера. Камера образована несколькими сваренными между собой массивными стальными кольцами. Одна из боковых стенок камеры для удобства монтажа и демонтажа выполнена в виде откидывающейся крышки. В рабочем состоянии крышка герметично запирает камеру. Вал ротора устанавливается в двух подшипниках скольжения, вынесенных за пределы камеры установки. Подшипники оборудованы системой смазки под давлением. Ротор приводится во вращение небольшой воздушной турбиной.
Во время разгонных испытаний в камере создается вакуум около 550-600 мм рт.ст. Воздух из камеры откачивается вакуумным насосом через патрубок, расположенный в боковой стенке. Герметичность камеры в местах прохода вала через стенки обеспечивается уплотнением.
Главный недостаток такого стенда - низкая степень вакуума и вследствие этого невозможность испытывать колеса компрессоров турбин. По техническим требованиям вакуум должен быть в пределах 1 мм рт.ст., но на практике бывает и более высоким (до 570 мм рт.ст.). При наличии в испытательной камере разряжения резко снижается мощность привода необходимая для разгона диска до заданного числа оборотов. Так при вакуумировании до 0,2 мм рт.ст. разгон крупного вентилятора был осуществлен при 0,25 л.с., хотя при нормальном атмосферном давлении требовалась мощность 1000 л.с.
Наиболее близким техническим решением к заявленному устройству разгонная установка для испытания дисков диаметром до 430 мм. (стр.56-61 указанного выше источника). Расположение испытуемого диска - горизонтальное. Вал привода - двухопорный. В разгонной установке имеются две системы вакуума. Первая из них предназначена для создания разрежения в камере установки, вторая - для удаления воздуха из системы смазки. Соответственно применены два обособленных вакуумных насоса, обслуживающих вакуумные системы. Необходимость подводить смазку к подшипникам опор ротора создает технические трудности в обеспечении вакуума.
Недостаток прототипа - невозможность испытывать колеса компрессоров и турбин из-за плохого вакуума в рабочем пространстве. Остаточное давления в камере не позволяет использовать всю мощность электропривода, вследствие чего его мощность становится недостаточной для разгона испытуемого колеса до необходимых оборотов.
Технический результат, создаваемый полезной моделью, состоит в снижение уровня нагрузки на электрический привод установки для разгонных испытаний вращением за счет повышения уровня вакуума и обеспечение проведения испытаний облопаченных колес турбин и компрессоров.
Указанный результат достигается тем, что в разгонной установке для испытаний дисков, содержащей электропривод, двухступенчатый редуктор, шлицевой вал, горизонтально уложенный в подшипники скольжения на котором установлен испытуемый диск в вакуумной камере, причем она дополнительно снабжена вакуумным цилиндрическим кожухом для испытуемого колеса, прокладок, изолирующих объем газа в кожухе, крышки и узлов вакуумного уплотнения на валу, при этом кожух камеры соединен с элементами фундамента установки.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид заявляемой разгонной установки для испытаний дисков. На фиг.2 представлен общий вид испытуемого диска, размещенного на валу с дополнительной вакуумной камерой. На фиг.3 вал с уплотнителем Вильсона.
Разгонная установка для испытаний дисков состоит из электропривода 1, двухступенчатого редуктора 2, камеры 3, трансмиссии 4, подшипниковых опор 5, вала 6, на котором закреплен испытуемый диск 7, дополнительной вакуумной камеры 8, вакуумного насоса 9 и узла крепления 10 вакуумного цилиндрического кожуха 11.
Предлагаемое устройство, фиг.2, также содержит прокладки 12, изолирующие объем газа в кожухе и крышку 13. Все это образует камеру, внутри которой располагается испытуемое колесо 7. Камера крепится к элементам фундамента стенда с помощью опор 10, которые соединены с узлами вакуумного уплотнения Вильсона 14. Для подсоединения вакуумного насоса к камере имеется патрубок 15 (фиг.2). Уплотнение Вильсона (фиг.3) состоит из гнезда 16, расположенного в стенке вакуумной камеры, кольцевых прокладок 17 из листовой вакуумной резины, набора из металлических шайб фигурного профиля 18, шайбы 19 и зажимной гайки 20, которая с небольшим усилием удерживает набор деталей в гнезде. В отверстия уплотняющих кольцевых прокладок вставлен вал 6. Вал с диском 7 образуют ротор, который устанавливается в подшипниковых опорах испытательного стенда. Воздух в камере откачивается через патрубок 15 вакуумным насосом 9
Установки для разгонных испытаний состоят из двух основных узлов: камеры, где разгоняется вращением испытуемый диск или ротор и привода осуществляющего вращение, а также вспомогательных агрегатов для создания вакуума в испытательной камере и смазки вращающихся узлов установки
Устройство работает следующим образом. После сборки ротора на посадочное место вала надевается кожух 11, к стенке которого приварено гнездо с уплотнением Вильсона 14. С другой стороны диска на посадочное место вала надевается крышка 13 кожуха, к стенке которой приварено гнездо с уплотнением Вильсона 14. Крышка 13 крепится к кожуху и сжимает в кольцевой канавке прокладку 12 из вакуумной резины, изолируя испытуемое колесо от камеры разгонной установки. Вал с колесом и вакуумная камера испытуемого колеса монтируются в подшипниковых опорах ротора, после чего с помощью опор 10 осуществляется центровка вакуумной камеры относительно вала ротора посредством установки опор на элементы фундамента разгонной установки. Воздух из вакуумной камеры откачивается вакуумным насосом через патрубок 15, расположенный в стенке вакуумной камеры. Во время разгонных испытаний вакуумная плотность в узлах уплотнения 14 достигается благодаря равномерному прижатию по окружности прокладок к валу атмосферным воздухом, для чего в камере разгонной установки должно быть атмосферное давление.