RU2112934C1 - Method of determination of oscillation amplitude of turbine and compressor blades, and device for its realization - Google Patents

Method of determination of oscillation amplitude of turbine and compressor blades, and device for its realization Download PDF

Info

Publication number
RU2112934C1
RU2112934C1 SU5063229A RU2112934C1 RU 2112934 C1 RU2112934 C1 RU 2112934C1 SU 5063229 A SU5063229 A SU 5063229A RU 2112934 C1 RU2112934 C1 RU 2112934C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
blade
time intervals
blades
sensors
amplitude
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Васильевич Кузьменко
Василий Александрович Кузьменко
Original Assignee
Александр Васильевич Кузьменко
Василий Александрович Кузьменко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Васильевич Кузьменко, Василий Александрович Кузьменко filed Critical Александр Васильевич Кузьменко
Priority to SU5063229 priority Critical patent/RU2112934C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2112934C1 publication Critical patent/RU2112934C1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

FIELD: measuring equipment for contactless measurement and continuous monitoring of oscillation amplitude of turbine and compressor blades in operating conditions. SUBSTANCE: moments of passage of edge of blade free end by sensors are detected, and time intervals between moments of passage of edges of blade free ends by sensors are measured, a signal close to harmonic oscillations of blade with due account made for corrections to its rotation is produced by means of a simulation system, time intervals similar to those that are being measured are produced according to this signal, measured time intervals are compared with time intervals produced by simulation system, and if these values coincide, amplitude of blade oscillations is determined according to amplitude value of simulated signal. device for realization of method uses sensors located under edges of free ends of blades in plane of their rotation, and a simulation system with variable parameters of harmonic signals, whose outputs are connected to input of signal processing electronic unit. EFFECT: facilitated procedure. 2 cl

Description

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может использоваться для бесконтактного измерения и непрерывного контроля амплитуды колебаний турбинных и компрессорных лопаток в эксплуатационных условиях при рабочем вращении ротора. The invention relates to instrumentation and can be used for non-contact measurement and continuous monitoring of the amplitude of oscillation of turbine and compressor blades in operating conditions during the working rotation of the rotor.

Область применения изобретения массовым выпуском и использованием агрегатов, которые могут попадать в аварийные ситуации из-за чрезмерных вибраций турбинных и компрессорных лопаток, приводящих к их разрушению вследствие усталости. Это означает весьма широкую область применения изобретения: стационарные и транспортные энергетические установки (гидро-, паро- и газотурбинные), компрессоры к ним, а также агрегаты газо- и гидротранспорта, воздуходувки и др. The scope of the invention is the mass production and use of units that can be in emergency situations due to excessive vibrations of turbine and compressor blades, leading to their destruction due to fatigue. This means a very wide area of application of the invention: stationary and transport power plants (hydro-, steam- and gas-turbine), compressors for them, as well as gas and hydraulic transport units, blowers, etc.

Уровень техники измерения амплитуды колебаний лопаток на вращающемся роторе (тем более в эксплуатационном режиме турбин) составляет желать лучшего: до настоящего времени используются методы получения информации, поступающей от датчиков, закрепляемых на лопатках, что требует коллекторных или беспроволочных ("по радио") способов передачи данных, а также стробоскопические или оптические методы, применимые при частотном раскрытии корпуса агрегатов. Это существенно ограничивает возможности контроля за режимами колебаний турбинных лопаток в эксплуатационных условиях. Поэтому, выбирая в качестве прототипа систему измерения амплитуд колебаний турбинных лопаток на вращающемся роторе, предусматривающую присоединение датчиков к лопаткам (например, наклейку тензорезисторов на перо или основание лопатки), можно отметить существенные преимущества изобретения: избавление от необходимости закреплять датчики на лопатках, монтировать соответствующую электропроводку и приспосабливать коллектор или беспроволочные устройства для передачи информации. Без всего этого можно обойтись, значительно упростив и удешевив контрольно-измерительную аппаратуру, тем самым сделав возможным установку этой аппаратуры на каждый реальный агрегат, что обеспечит своевременность выявления опасных вибраций лопаток и предотвратить многие аварийные ситуации. The prior art of measuring the amplitude of oscillation of the blades on a rotating rotor (especially in the operational mode of the turbines) is much to be desired: until now, methods have been used to obtain information from sensors mounted on the blades, which requires collector or wireless ("by radio") transmission methods data, as well as stroboscopic or optical methods applicable for the frequency opening of the housing units. This significantly limits the ability to control the vibration modes of turbine blades in operating conditions. Therefore, choosing as a prototype a system for measuring the amplitudes of oscillations of turbine blades on a rotating rotor, which provides for the connection of sensors to the blades (for example, sticking strain gauges on the pen or the base of the blade), significant advantages of the invention can be noted: eliminating the need to fix sensors on the blades, mount the corresponding wiring and adapt a collector or wireless devices for transmitting information. You can do without all this, greatly simplifying and reducing the cost of control and measuring equipment, thereby making it possible to install this equipment on every real unit, which will ensure the timely detection of dangerous vibrations of the blades and prevent many emergency situations.

Сущность изобретения в значительной степени раскрывается поставленной целью: создать систему, дающую возможность контролировать амплитуду колебаний каждой турбинной лопатки бесконтактным образом (не прибегая к установкам датчиков на лопатках и к громоздким устройствам для передачи от них информации) в эксплуатационном режиме агрегата без нарушения конструкции и герметичности его корпуса. The essence of the invention is largely disclosed by the goal: to create a system that makes it possible to control the oscillation amplitude of each turbine blade in a non-contact manner (without resorting to sensor installations on the blades and bulky devices for transmitting information from them) in the operating mode of the unit without violating its design and tightness corps.

Поставленная цель достигается путем регистрации момента прохождения кромки свободного конца вращающейся лопатки мимо определенных точек корпуса (или его неподвижных деталей) и одновременно измерения угловой или окружной скорости движения лопатки. В упомянутых точках корпуса устанавливаются на определенных расстояниях друг от друга по направлению траектории движения кромки лопатки один, два, три (или больше) датчика (электроразрядного, емкостного, электродинамического, оптического, акустического или иного типа), способных подавать четкий сигнал, соответствующий моменту прохождения кромки лопатки точки, в которой расположен датчик. The goal is achieved by registering the moment of passage of the edge of the free end of the rotating blade past certain points of the casing (or its stationary parts) and at the same time measuring the angular or peripheral speed of the blade. At the mentioned points of the casing, one, two, three (or more) sensors (electric discharge, capacitive, electrodynamic, optical, acoustic or other type) capable of delivering a clear signal corresponding to the moment of passage are installed at certain distances from each other in the direction of the path of motion of the blade edges the edge of the blade of the point at which the sensor is located.

Если кромка лопатки или все ее перо не колеблется, то для каждого значения скорости вращения вала (или диска с лопатками) промежутки времени между сигналами датчиков будут неизменными. В случае колебаний лопатки в плоскости, совпадающей (полностью или частично) с плоскостью вращения лопаток, промежутки времени между сигналами от датчиков изменятся и не будут оставаться одинаковыми в процессе вращения. Они будут оставаться неизменными лишь в частном случае, когда частоты вращения и колебания лопатки будут точно кратными друг другу, что практически трудно реализуется в течение существенного отрезка времени, а одинаковыми с теми промежутками времени, которые имеют место при неколеблющейся лопатке, фиксируемые при колебаниях лопатки промежутки времени будут тогда, когда (при соблюдении указанного кратного соотношения между частотами) колебания лопатки будут всегда такими, что момент прохождения датчика кромкой лопатки всегда будет совпадать с моментом ее среднего положения в процессе колебаний, это условие соблюсти еще более трудно, чем предыдущее, и вероятность этого случая практически нулевая). If the edge of the blade or all of its feather does not fluctuate, then for each value of the speed of rotation of the shaft (or disk with blades), the time intervals between the sensor signals will be unchanged. In the case of oscillations of the blade in a plane that coincides (fully or partially) with the plane of rotation of the blades, the time intervals between the signals from the sensors will change and will not remain the same during rotation. They will remain unchanged only in the particular case when the rotational speeds and vibrations of the blade are exactly multiple to each other, which is practically difficult to implement for a significant period of time, and the same intervals that occur with a non-oscillating blade, the gaps fixed during vibrations of the blade time will be when (subject to the specified multiple relationship between frequencies) the oscillations of the blade will always be such that the moment the sensor passes by the edge of the blade will always be to fall with the moment of its middle position in the process of oscillations, this condition is even more difficult to observe than the previous one, and the probability of this case is practically zero).

Поэтому изменение промежутка времени между сигналами датчиков, а тем более изменение его от оборота к обороту вала, - это достаточный признак того, что лопатка колеблется и амплитуда ее колебаний тем больше, чем значительнее изменяются фиксируемые для каждого оборота указанные промежутки времени. Therefore, a change in the time interval between the signals of the sensors, and even more so, its change from revolution to revolution of the shaft, is a sufficient sign that the blade is oscillating and the amplitude of its oscillations is greater, the more significant are the indicated time intervals fixed for each revolution.

Задача обслуживающего агрегат персонала или автоматического устройства - определить величину амплитуды колебаний той или иной лопатки и, сопоставляя значение этой амплитуды с заранее установленным предельно доступным значением, принимать соответствующие меры при чрезмерных колебаниях лопатки. The task of the personnel serving the unit or automatic device is to determine the amplitude of the oscillations of a particular blade and, comparing the value of this amplitude with a predetermined maximum available value, take appropriate measures for excessive vibrations of the blade.

Чтобы показать возможность осуществления изобретения, прежде всего следует дать оценку параметров, которыми оно характеризуется. К таковым относятся скорость вращения вала агрегата, частота и амплитуда колебаний лопаток, значения промежутков времени, подлежащих регистрации. To show the possibility of carrying out the invention, first of all, it is necessary to evaluate the parameters by which it is characterized. These include the speed of rotation of the shaft of the unit, the frequency and amplitude of the oscillations of the blades, the values of the time intervals to be registered.

Для задач оценки базовой считается конструкция агрегата с валом, вращающимся со скоростью 10000 обор./мин, с диаметром облопаченного диска 1 м (диаметр собственно диска 0,5 м, длина пера лопаток 0,25 м) при частоте первой формы изгибных колебаний лопаток около 330 Гц. Для агрегатов более скоростных, с меньшими размерами и с более высокими частотами колебаний, техническая сторона реализации регистрирующей системы может лишь несколько усложняться, но принципиальные затруднения отсутствуют. Для менее скоростных агрегатов с большими габаритами регистрация амплитуды колебаний лопаток предлагаемым способом тем точнее, чем меньше скорости вращения вала. For evaluation tasks, the design of the unit with a shaft rotating at a speed of 10,000 rpm, with a diameter of the bladed disk of 1 m (the diameter of the disk itself is 0.5 m, the blade length of the blades 0.25 m) at the frequency of the first form of bending vibrations of the blades is considered 330 Hz. For units of higher speed, with smaller sizes and with higher vibration frequencies, the technical side of the implementation of the recording system can only be somewhat more complicated, but there are no fundamental difficulties. For less high-speed units with large dimensions, the registration of the amplitude of oscillation of the blades of the proposed method the more accurate, the lower the speed of rotation of the shaft.

Для указанной базовой модели агрегата с диском, имеющим несколько десятков лопаток, расстояние между свободными торцами соседних лопаток в плоскости вращения составляет около 5 см при 10000 обор./мин, это расстояние проходится кромкой лопатки примерно за 0,1 мс. Если размах колебаний (двойная амплитуда) торца лопатки будет около 1 см, то это означает, что необходимо регистрировать промежутки времени, отличающиеся друг от друга, примерно на 0,02 мс, т.е. на 20 мкс. Регистрация таких промежутков времени и их различий (вплоть до единиц и долей микросекунд) отработана во многих отраслях техники и не представляет каких-либо трудностей. For this basic model of an aggregate with a disk having several tens of blades, the distance between the free ends of adjacent blades in the plane of rotation is about 5 cm at 10,000 rpm, this distance is traveled by the blade edge in about 0.1 ms. If the amplitude of the vibrations (double amplitude) of the end of the blade is about 1 cm, then this means that it is necessary to register time intervals that differ from each other by about 0.02 ms, i.e. at 20 μs. Registration of such time intervals and their differences (up to units and fractions of microseconds) has been worked out in many branches of technology and does not present any difficulties.

Следовательно, возможность реализации предложенного способа определения амплитуды колебаний лопаток на вращающемся валу различных агрегатов не вызывает сомнений. Рассмотрим несколько вариантов возможной реализации предложенного способа. Therefore, the possibility of implementing the proposed method for determining the amplitude of oscillation of the blades on the rotating shaft of various units is not in doubt. Consider several options for the possible implementation of the proposed method.

Устройство с одним датчиком. Device with one sensor.

На внутренней стороне корпуса агрегата в точке, находящейся над траекторией движения всех лопаток данного диска, датчик указанного выше типа устанавливается так, чтобы его сигнал максимально четко и однозначно отражал момент прохождения передней кромки пера лопатки мимо точки расположения датчика. Для регистрации сигналов датчика могут использоваться визуальные, автоматические или записывающие способы. В первом случае применяется электронный осциллоскоп, развертка которого запускается сигналом от вспомогательного датчика, связанного с валом агрегата, и оператор оценивает последовательность сигналов по экрану осциллоскопа, отмечая различия в промежутках времени между сигналами. Во втором случае автоматическое устройство оценивает разницу в промежутках времени между сигналами и, если эта разница превышает предельное значение, подается определенная команда. В третьем случае запись ведется на тот или иной носитель также с использованием в качестве метки сигнала от вспомогательного датчика, сопряженного с валом. И на экран осциллоскопа, и на упомянутый носитель подаются метки времени. Для удобства идентификации лопаток диска (при анализе отображенной на экране осциллоскопа или записанной информации) с валом агрегата может связываться несколько вспомогательных датчиков (вплоть до числа их, равного количеству лопаток на диске), сигналы которых помечаются тем или иным способом, позволяющим отличить их друг от друга. On the inner side of the unit’s casing at a point located above the path of all the blades of a given disk, the sensor of the type indicated above is installed so that its signal most clearly and unambiguously reflects the moment the leading edge of the blade pen passes the sensor’s location. Visual, automatic, or recording methods can be used to register sensor signals. In the first case, an electronic oscilloscope is used, the sweep of which is triggered by a signal from an auxiliary sensor connected to the unit shaft, and the operator evaluates the sequence of signals on the oscilloscope screen, noting the differences in the time intervals between the signals. In the second case, the automatic device estimates the difference in the time intervals between the signals and, if this difference exceeds the limit value, a certain command is given. In the third case, recording is also carried out on a particular medium using the signal from an auxiliary sensor coupled to the shaft as a label. Both the oscilloscope screen and the above media are time stamped. For the convenience of identifying disk blades (when analyzing the displayed oscilloscope or recorded information), several auxiliary sensors (up to the number equal to the number of blades on the disk) can be connected to the unit shaft, whose signals are marked in one way or another, which makes it possible to distinguish them from each other friend.

Если при вращении вала колебания лопаток отсутствуют, то сигналы от корпусного датчика будут следовать через равные промежутки времени. При умеренных колебаниях лопаток различия в указанных промежутках времени не будут превышать некоторую, установленную заранее экспериментальным или расчетным путем допустимую величину. Если же колебания всех лопаток (при некоторых критических скоростях вращения вала) или одной или нескольких лопаток (вследствие технологических погрешностей изготовления или закрепления лопатки, или развившейся в ней усталостной трещины) будут чрезвычайно интенсивными, то различия соответствующих промежутков времени, устанавливаемые указанными выше способами, превысят предельные значения и этот режим должен считаться аварийным: в этом случае должны приниматься соответствующие меры. If during the rotation of the shaft there are no oscillations of the blades, then signals from the housing sensor will follow at regular intervals. With moderate vibrations of the blades, the differences in the indicated time intervals will not exceed a certain allowable value established in advance by experiment or calculation. If the vibrations of all the blades (at some critical shaft rotation speeds) or one or more blades (due to technological errors in the manufacture or fixing of the blade, or the fatigue crack developed in it) are extremely intense, then the differences in the corresponding time intervals established by the above methods will exceed limit values and this mode should be considered emergency: in this case, appropriate measures should be taken.

Регистрация промежутков времени между сигналами датчика не должна быть однократной, поскольку при разовых индикациях вероятность определения максимального значения промежутка (а именно максимальное значение необходимо, ибо только оно соответствует амплитуде колебаний лопатки) невысока и требуется многократная, при многих оборотах вала, индикация сигналов датчика с тем, чтобы для выбранной лопатки установить упомянутое максимальное значение. The registration of the time intervals between the sensor signals should not be single, because with one-time indications the probability of determining the maximum value of the gap (namely, the maximum value is necessary, because only it corresponds to the amplitude of oscillation of the blade) is low and multiple, at many revolutions of the shaft, indication of the sensor signals to set the said maximum value for the selected blade.

Таким образом, предлагаемое устройство с одним корпусным датчиком, как наиболее простое, может использоваться в качестве индикатора чрезмерно интенсивных колебаний лопаток, опасных с точки зрения их разрушения. Thus, the proposed device with one housing sensor, as the simplest, can be used as an indicator of excessively intense vibrations of the blades, dangerous from the point of view of their destruction.

Однако как инструмент для измерения амплитуды колебаний лопатки - это устройство не очень эффективно, ибо значение промежутка времени между сигналами корпусного датчика, относящихся к соседним лопаткам, зависит не только от амплитуды колебаний выбранной лопатки, но и от интенсивности колебаний той соседней лопатки, с сигналом от которой ведется сравнение. Этот недостаток данного устройства устраняется следующим путем. However, as a tool for measuring the amplitude of oscillation of the blade, this device is not very effective, because the value of the time interval between the signals of the body sensor related to neighboring blades depends not only on the amplitude of the vibrations of the selected blade, but also on the intensity of vibrations of that neighboring blade, with the signal from which is being compared. This disadvantage of this device is addressed in the following way.

Устройство с двумя корпусными датчиками. Device with two housing sensors.

По траектории движения кромок вращающихся лопаток устанавливается не один, а два одинаковых датчика, аналогичных указанному выше. Расстояние между этими датчиками выбирается, исходя из значений скорости вращения ротора ω , частоты колебаний лопаток f и величины промежутка между кромками соседних лопаток d. Along the trajectory of the edges of the rotating blades, not one, but two identical sensors are installed, similar to those indicated above. The distance between these sensors is selected based on the values of the rotor speed ω, the oscillation frequency of the blades f and the gap between the edges of adjacent blades d.

Если значение ω относительно мало, а f велико (т.е. полупериод колебаний лопаток меньше времени прохождения лопаткой расстояния d), то указанные два датчика можно размещать на расстоянии, не большем d, вдоль траектории движения кромок лопаток. В этом случае, если выбранная лопатка при вращении ротора не колеблется, то промежутки времени между сигналами датчиков (при одной и той же скорости вращения) будут одинаковыми. При колебаниях лопатки эти промежутки будут изменяться от оборота к обороту ротора. Разница между максимальным и минимальным значением этих промежутков, установленная на статически достоверной (большой) совокупности замеров, будет соответствовать размаху колебаний, а произведение этой разницы на линейную скорость кромки вращающейся лопатки будет равно размаху, т.е. двойной амплитуде колебаний. При этом сигналы датчиков от соседних лопаток не будут влиять (как в устройстве с одним датчиком) на определение временных промежутков, ибо они устанавливаются только по сигналам от выбранной лопатки. Регистрация и оценка сигналов датчиков, как и в предыдущем устройстве, могут осуществляться визуально посредством осциллоскопа (лучше двухлучевого) автоматически или путем записи с последующей расшифровкой. If the value of ω is relatively small and f is large (i.e., the half-cycle of the oscillations of the blades is less than the time the blade travels the distance d), then these two sensors can be placed at a distance not greater than d along the path of the edges of the blades. In this case, if the selected blade does not oscillate during the rotation of the rotor, then the time intervals between the sensor signals (at the same rotation speed) will be the same. When the blades vibrate, these intervals will vary from revolution to revolution of the rotor. The difference between the maximum and minimum values of these intervals, set on a statically reliable (large) set of measurements, will correspond to the amplitude of the oscillations, and the product of this difference by the linear velocity of the edge of the rotating blade will be equal to the amplitude, i.e. double amplitude of oscillations. In this case, the sensor signals from neighboring blades will not affect (as in a device with one sensor) the determination of time intervals, because they are set only by signals from the selected blade. Registration and evaluation of sensor signals, as in the previous device, can be carried out visually by means of an oscilloscope (preferably two-beam) automatically or by recording, followed by decoding.

Если частота вращения ротора близка частоте колебаний лопаток (везде имеются ввиду резонансные частоты колебаний лопатки), расстояние между точками расположения рассматриваемых двух корпусных датчиков (по траектории вращения кромок лопаток) должно быть увеличено так, чтобы полупериод колебаний лопатки всегда был меньше времени прохождения лопаткой этого расстояния между датчиками. В этом случае необходима система выделения рассматриваемых двух сигналов, соответствующих моментам прохождения выбранной лопаткой первого и второго датчиков из совокупности сигналов от других лопаток, или система подавления этой совокупности сигналов. Такие системы легко конструируются с использованием упомянутых выше вспомогательных датчиков, связанных с валом агрегата, при помощи которых отмечается угловое положение ротора (и закрепленных на нем лопаток) по отношению к корпусным датчикам, расположенным над кромками лопаток. If the rotor speed is close to the blade vibration frequency (resonant blade vibration frequencies are always meant), the distance between the points of location of the two body sensors under consideration (along the path of rotation of the blade edges) should be increased so that the blade half-cycle is always shorter than the blade travels this distance between the sensors. In this case, a system is needed to isolate the considered two signals, corresponding to the moments of passage of the selected blade by the first and second sensors from the set of signals from other blades, or a system to suppress this set of signals. Such systems are easily constructed using the auxiliary sensors mentioned above, connected with the unit shaft, with the help of which the angular position of the rotor (and the blades attached to it) is noted with respect to the body sensors located above the edges of the blades.

Устройство с тремя корпусными датчиками и с большим их числом. A device with three body sensors and a large number of them.

Эти датчики, аналогичные указанным выше, устанавливаются над кромками лопаток в плоскости их вращения по тем же рекомендациям, которые изложены выше. Целесообразность установки трех и более датчиков объясняется появляющейся возможностью более простого, чем в случае предыдущих устройств, экспериментального установления формы колебаний кромок лопаток (а значит и их амплитуды). При этом подразумевается, что закон колебаний лопатки - гармонический, и предварительно производится (но это не обязательно) расчет основных резонансных частот (гармоник) колебаний лопатки. Далее генерируемый внешним источником опорный гармонический сигнал (с определенной частотой и амплитудой) подается на устройство сравнения, куда поступают сигналы от указанных корпусных датчиков с поправками, учитывающими скорость вращения ротора. Сопоставляя в подобранном масштабе закон следования сигналов датчиков с законом изменения опорного сигнала и добиваясь совпадения этих совокупностей сигналов путем варьирования параметров опорного, определяют искомую амплитуду колебаний лопатки. These sensors, similar to those indicated above, are installed above the edges of the blades in the plane of their rotation according to the same recommendations that are described above. The expediency of installing three or more sensors is explained by the emerging possibility of more simple than in the case of the previous devices, experimental establishment of the shape of the vibrations of the edges of the blades (and hence their amplitude). It is understood that the law of oscillation of the blade is harmonic, and the preliminary resonance frequencies (harmonics) of the vibration of the blade are preliminarily calculated (but this is not necessary). Next, the reference harmonic signal generated by an external source (with a certain frequency and amplitude) is supplied to the comparison device, where the signals from the indicated case sensors with corrections taking into account the rotor speed are received. Comparing on a selected scale the law of the signals of the sensors with the law of change of the reference signal and achieving the coincidence of these sets of signals by varying the parameters of the reference, determine the desired oscillation amplitude of the blade.

Таким образом, показана принципиальная возможность реализации предложенного способа определения амплитуды колебаний лопаток турбин и компрессоров в условиях эксплуатационного вращения ротора, даны конкретные рекомендации, позволяющие создавать устройства, реализующие способ, и описаны схемы этих устройств. В настоящее время ведется экспериментальная обработка способа и проверка параметров предложенных устройств. Thus, it is shown that it is possible in principle to implement the proposed method for determining the amplitude of oscillations of turbine blades and compressors under conditions of operational rotation of the rotor, specific recommendations are given that allow you to create devices that implement the method, and circuits of these devices are described. Currently undergoing experimental processing of the method and verification of the parameters of the proposed devices.

Практическая полезность изобретения очень велика ввиду того, что основная часть энергетических и транспортных машин оснащена турбинами и компрессорами, в которых лопатки по причине их чрезмерных вибраций нагрузок являются главным источником аварий с тяжелыми последствиями. The practical usefulness of the invention is very high in view of the fact that the bulk of energy and transport vehicles are equipped with turbines and compressors, in which the blades due to their excessive vibration of the loads are the main source of accidents with serious consequences.

Claims (2)

1. Способ определения амплитуды колебаний лопаток турбин и компрессоров в эксплуатационном режиме, основанный на бесконтактном съеме информации о колебаниях вращающихся лопаток, включающий регистрацию моментов прохождения кромки свободного конца лопатки мимо датчиков и измерение временных интервалов между моментами прохождения кромок свободных концов лопаток мимо датчиков, отличающийся тем, что вырабатывают с помощью моделирующей системы сигнал, близкий к гармоническим колебаниям лопатки с учетом поправок на ее вращение, по которому вырабатывают временные интервалы, аналогичные измеряемым, сравнивают измеряемые временные интервалы с временными интервалами, вырабатываемыми моделирующей системой, и при совпадении этих величин об амплитуде колебаний лопатки судят по амплитудному значению моделированного сигнала. 1. The method of determining the amplitude of oscillation of the blades of turbines and compressors in operational mode, based on non-contact reading of information on vibrations of rotating blades, including recording the moments of passage of the edge of the free end of the blade past the sensors and measuring time intervals between the moments of passage of the edges of the free ends of the blade past the sensors, characterized in that produce with the help of a modeling system a signal close to harmonic vibrations of the blade taking into account corrections for its rotation, according to which generate at the time intervals similar measured, comparing the measured time intervals with time intervals that are generated by modeling system, and the coincidence of the values of the amplitude of the blade oscillation amplitude value is judged by the modeled signal. 2. Устройство для определения амплитуды колебаний лопаток турбин и компрессоров в эксплуатационном режиме, содержащее датчики, размещенные в корпусе над кромками свободных концов лопаток в плоскости их вращения, вспомогательные датчики, связанные с валом турбин и компрессоров, и электронный блок обработки сигналов, отличающееся тем, что в него введена система моделирования с регулируемыми параметрами гармонических сигналов, при этом выходы системы моделирования и выходы датчиков соединены с входом электронного блока обработки сигналов, выполненного с возможностью сравнения измеренных временных интервалов между импульсами от датчиков с временными интервалами, вырабатываемыми системой моделирования. 2. A device for determining the amplitude of oscillation of the blades of turbines and compressors in operational mode, comprising sensors located in the housing above the edges of the free ends of the blades in the plane of their rotation, auxiliary sensors associated with the shaft of the turbines and compressors, and an electronic signal processing unit, characterized in that a simulation system with adjustable parameters of harmonic signals is introduced into it, while the outputs of the simulation system and the outputs of the sensors are connected to the input of the electronic signal processing unit in adapted to comparing the measured time intervals between the pulses from the sensor at time intervals that are generated by the simulation system.
SU5063229 1992-05-08 1992-05-08 Method of determination of oscillation amplitude of turbine and compressor blades, and device for its realization RU2112934C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5063229 RU2112934C1 (en) 1992-05-08 1992-05-08 Method of determination of oscillation amplitude of turbine and compressor blades, and device for its realization

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5063229 RU2112934C1 (en) 1992-05-08 1992-05-08 Method of determination of oscillation amplitude of turbine and compressor blades, and device for its realization

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2112934C1 true RU2112934C1 (en) 1998-06-10

Family

ID=21613785

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5063229 RU2112934C1 (en) 1992-05-08 1992-05-08 Method of determination of oscillation amplitude of turbine and compressor blades, and device for its realization

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2112934C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2465562C2 (en) * 2006-12-21 2012-10-27 Мту Аэро Энджинз Гмбх Device and method of contactless blade vibration measurement
CN106568498A (en) * 2016-10-11 2017-04-19 芜湖欧宝机电有限公司 Detection mechanism and detection method for identifying collision of compressor body

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2465562C2 (en) * 2006-12-21 2012-10-27 Мту Аэро Энджинз Гмбх Device and method of contactless blade vibration measurement
CN106568498A (en) * 2016-10-11 2017-04-19 芜湖欧宝机电有限公司 Detection mechanism and detection method for identifying collision of compressor body

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4955269A (en) Turbine blade fatigue monitor
Rigosi et al. Synchronous vibration parameters identification by tip timing measurements
US4896537A (en) Shrouded turbine blade vibration monitor
EP0327865B1 (en) Turbine blade fatigue monitor
US4887468A (en) Nonsynchronous turbine blade vibration monitoring system
JPS61101605A (en) Detector for vibration of turbine blade
JPS5827026A (en) Vibration detector
CZ17796A3 (en) Monitoring system for displaying oscillation status of a plurality of blades on rotating impeller
US3467358A (en) Vibrator indicator for turboengine rotor blading
DE59509542D1 (en) METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING A PERFORMANCE
RU2112934C1 (en) Method of determination of oscillation amplitude of turbine and compressor blades, and device for its realization
US11788931B2 (en) Method for monitoring the torsion of a rotary shaft on a turbomachine of an aircraft
JP3129406B2 (en) Wing vibration measurement device
Xu et al. Investigation of an axial fan—blade stress and vibration due to aerodynamic pressure field and centrifugal effects
Jones Shedding light on vibration
Devi Priya et al. Rotor blade vibration measurement on aero gas turbine engines
RU2634511C1 (en) Method for determining dynamic stresses in blades of turbomachine working wheel
JPH0882547A (en) Wing-vibration measuring apparatus
Jones A nonintrusive rotor blade vibration monitoring system
US4509367A (en) Tachometer generator indexing device
RU2207524C1 (en) Method for determining amplitude of oscillations of turbomachine blade
RU2229104C1 (en) Method establishing parameters of vibrations of blades of turbomachines
Bhana Online damage detection on shafts using torsional and undersampling measurement techniques
Ivey et al. Tip timing techniques for turbomachinery HCF condition monitoring
RU2152590C1 (en) Method determining deformation of blades of rotating wheel of turbo-machine and gear for its implementation