Голографическая интерферометрия и ротор статорное взаимодействие при анализе колебаний рабочих колёс турбомашин

Валерий Григорьевич Селезнев, Иван Юрьевич Головченко

Аннотация


В статье рассмотрены два примера применения метода голографической интерферометрии для определения диаметральных форм колебаний вращающихся рабочих колёс турбомашин с учётом ротор статорного взаимодействия.

В первом примере на работающем компрессоре были проведены измерения напряжений в лопатках центробежного колеса. При использовании диффузора необычные колебания с большими амплитудами наблюдались на частоте вращения вблизи 18000 об/мин. Большие напряжения были обусловлены возбуждениями лопаток на относительно высоких частотах. В диапазоне этих частот было проведено исследование колебаний колеса на голографической установке при отсутствии вращения.

В статье для первого примера было показано, что значительные колебания лопаток колеса обусловлены ротор статорным взаимодействием и колебания вращающегося колеса центробежного компрессора совершаются по одному диаметру с окружностью.

Во втором примере изучались колебания колеса турбины на голографической установке и во время стендовых испытаний. При работе колеса турбины в составе ступени было найдено, что опасные напряжения возникают на частоте около 8000 Гц от действия 28‑й гармоники. При исследовании этого колеса на голографической установке была обнаружена форма колебаний с семью диаметрами на частоте 7893 Гц. Исходя из этого был сделан вывод, что опасные колебания по форме с семью диаметрами во вращающемся колесе возбуждались в результате ротор статорного взаимодействия.


Ключ. слова


колебания колёс турбомашин; голографическая интерферометрия; ротор статорное взаимодействие; количество лопаток рабочего колеса и статора

Полный текст:

PDF

Список литературы

[1] Ден-Гартог Дж. П. Механические колебания / Дж. П. Ден-Гартог // Пер. с 4-го америк. изд. М.: Физматгиз, 1960. - 580 с.

[2] Tyler J.M., Sofrin T.G. Axial flow compressor noise studies // SAE Transactions. - 1962. - Vol. 70. - P. 309-332. DOI: 10.4271/620532.

[3] Kushner F. Disk vibration – rotating blade and stationary vane interaction // Journal of Mechanical Design. - 1980. - Vol. 102(3). - P. 579-584. DOI: 10.1115/1.3254788.

[4] Ohashi H. Case study of pump failure due to rotor-stator interaction // International Journal of Rotating Machinery. - 1994. - Vol. 1. - № 1. - P. 53-60. DOI: 10.1155/S1023621X94000059.

[5] Селезнев В. Г., Головченко И. Ю. Способ определения характеристики колебательного движения элемента турбомашин: патент РФ № 2538427; опубл. 10.01.2015; бюл. № 1.

[6] Селезнев В. Г., Головченко И. Ю., Матюхин Д.В. Устройство для анализа динамических процессов в рабочих колесах турбомашин: патент РФ № 2659428; опубл. 02.07.2018; бюл. № 19.

[7] Селезнев В. Г., Установка для измерения перемещений методом голографической интерферометрии / В. Г. Селезнев, Н. Д. Соболев, В. В. Яковлев // Заводская лаборатория. - 1971. - T. 37. - № 8. - С. 979-980.

[8] Коскин А. О., Исследование форм и частот колебаний бандажированного колеса вентилятора на голографической установке и в составе двигателя на испытательном стенде / А. О. Коскин,
В. Г. Селезнев // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета им. академика С.П. Королёва (национального исследовательского университета). Специальный выпуск, подготовленный по материалам международной научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития двигателестроения». - Самара, 2014. - № 5(47). - Ч. 2. - С. 109-114.

[9] Haupt U., Rautenberg M. Blade vibration measurements on centrifugal compressors by means of telemetry and holographic interferometry // Journal of Engineering for Gas Turbines and Power. - 1984. Vol. 160(1). - P. 70-78. DOI: 10.1115/1.3239553.

Ссылки

  • Ссылки не определены.


© 2014-2018 Самарский университет.
Свидетельство о регистрации СМИ, 12+