SU1130775A1 - Method of determination of friction force in turbine blade damper - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СИЛЫ ТРЕНИЯ В ДЕМПФЕРЕ ЛОПАТКИ ТУРБИНЫ, заключанщийс  в том, что возбу здает резонансные изгибные колебани  лопатки , воздейству  на нее возмущаю .щей силой, и регистрируют параметр колебаний, по которому определ ют силу трени , отличающийс. .  тем, что, с целью повьшени  его точности , и эффективности, возбуждают ре« зонансные колебани  по первой форме,, измер ют амплитуды гармоник ускорени  свободного конца лопатки, соответствующие jjacTOTaM первой и второй собственных форм изгибных колебаний лопатк-и , увеличивают во времени возмущающу ю силу до величины, соответствующей максимальному значению отношени  амплитуд по первой и второй частотам собственных форм изгибных колебаний лопатки, а силу трени  F определ ют вырахейцем F ( Ад,,,Р. где Ад, АЧ- соответственно амплитуды гармоник ускорени  свободного конца лопатки , соответствующие первой и второй частотам; Р - значение возмущающей силы, которой соответО ) ствует максимальное значение ()Д ; К - коэффициент уравнени  регрессии, завис щей от 2 упругомассовых и диссипативных параметров ло- .патки.A METHOD FOR DETERMINING A FRICTION FORCE IN A TURBINE BLADE DAMPFACE, which consists in exciting resonant flexural vibrations of the blade, is disturbed by a disturbing force, and a vibration parameter is recorded that determines the strength of the friction that differs. . In order to increase its accuracy and efficiency, excite resonant oscillations in the first form, measure the amplitudes of the acceleration harmonics of the free end of the blade, corresponding to the first and second proper forms of flexural oscillations of the blades, increase in time the disturbing force up to a value corresponding to the maximum value of the amplitude ratio in the first and second frequencies of the eigen forms of flexural oscillations of the blade, and the friction force F is determined by the Farakhan F (Hell ,,, R. where Hell, ACH are respectively the amplitudes of to accelerate the free end of the blade corresponding to the first and second frequencies; P - value of the disturbing force, which respectively) exists a maximum value () A; K is the coefficient of the regression equation, depending on the 2 elastic-mass and dissipative parameters of the trap.

Description

Изобретение относитс  к способам определени  силы трени  в демпфере лопатки турбины. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению  вл етс  способ опред лени  силы трени  в демпфере лопатк турбины, заключающийс  в том, что возбуждают резонансные изгибные колебани  лопатки, воздейству  на не возмущающей силой, и регистрируют рамётр колебаний, по которому опре дел ют силу трени  ij . Недостатком известного способа  вл етс  недостаточна  точность и эффективность определени  силы тре ни  fi демпфере лопатки турбины, что обусловлено вли нием на результаты определени  внутреннего трени  в материале лопатки. Целью изобретени   вл етс  повышение точности и эффективности определени  силы трени  в демпфере лопатки турбины. Указанна  цель достигаетс  тем, что согласно способу определени  си лы трени  в демпфере лопатки турбины , заключающемус  в том, что возбу адают резонансные изгибные колебани  лопатки, воздейству  на нее возмущающей силой, и регистрируют параметр колебаний, по которо JУ определ ют силу трени , возбуждают резонансные колебани  по форме, измер ют амплитуды гармо ник ускорени  свободного конца лопатки , соответствующие частотам первой и второй собственных форм изгибных колебаний лопатки, увеличи вают во времени возмущающую „.силу до величины, соответствующей максимальному значению отношени  амплитуд по первой и второй частотам собственных форм изгибных колебаний лопатки, а силу трени  F определ ют выражением v Р (,) Ш лП соответственно ампли ды гармоник ускорени свободного конца лопатки , соответствующие первой и второй частотам; значение возмущающей силы, которой соотве ствует максимальное значение (f g/f g nfffi К - коэффициентуравнени  регрессии, завис щей от угфугомассовых и диссипативных параметров лопатки. На фиг.1 представлено устройство дл  осуществлени  способа определени  силы трени  в демпфере лопатки турбины; на фиг.2 - результаты определени  силы трени  в демпфере лопатки . Устройство содержит жестко закрепленную лопатку 1 турбины, демпфер 2трени  (сухого), электромагнитный узел 3 дл  возбуждени  колебаний , управл емый генератором 4, амперметр 5 регистрации аьшлитуды возмущающей силы Р sin4)t по силе тока, датчик 6, закрепленный на конце лопатки 1 и регистрирующий колебани  лопатки, анализатор 7 спектра. Способ осуществл етс  следующим образом. При помощи генератора 4, амперметра 5 и электромагнитного узла 3 возбуждают резонансные изгибные колебани  лопатки 1, воздейству  на нее возмущающей силой, и регистрируют параметр колебаний, по которому определ ют силу трени . Возбуждают резонансные колебани  по первой форме с частотой О, , измер ют амплитуды АЛ- и А jj гармоник ускорени  свободного конца лопатки I,,-соответствующие частотам первой (Oij и второй (Ол собственных форм изгибных колебаний лопатки, увеличивают во времени возмущающую силу до величины Р, соответствующей максимальному значению отношени  амплитуд по первой и второй частотам собственных форм изгибных колебаний лопатки , а силу трени  определ ют из приведенного выше выражени . Пример осуществлени  способа определени  силы трени  в демпфере, лопатки турбины. Лопатка турбины имеет. сЛ едующие размеры: длина 480 мм, ширина на свободном конце 50 мм, ширина в сечении жесткого закреплени  в диске 80 мм. Материал лопатки хромиста  нержавеюща  сталь. Отношение частоты второй собственной формы изгибных колебаний лопатки к частоте первой собственной формы изгибных колебаний составл ет 0$ /СО,, 5. В сечении лопатки 96 мм от закреплени  в диске расположен демпфер сухого трени , В качестве датчика 6 используют датчик марки КД-12, св занный с анализаторами спектра марки С4-48.This invention relates to methods for determining friction force in a turbine blade damper. The closest in technical essence and the achieved effect to the invention is a method for determining the friction force in the damper of the turbine blades, which excites resonant flexural vibrations of the blade, influences a non-perturbing force, and records the oscillation frame that determines the strength training ij. The disadvantage of this method is the insufficient accuracy and efficiency of determining the friction force fi of the damper of the turbine blade, which is caused by the influence on the results of the definition of internal friction in the blade material. The aim of the invention is to improve the accuracy and efficiency of determining the friction force in the damper of the turbine blade. This goal is achieved by the method of determining the friction force in the turbine blade damper, which consists in exciting resonant bending vibrations of the blade, acting on it with a disturbing force, and registering an oscillation parameter that determines the strength of the friction J, excites resonant oscillations in shape, measure the amplitudes of the harmonics of the acceleration of the free end of the blade, corresponding to the frequencies of the first and second eigenfunctions of the flexural vibrations of the blade, increase in time the disturbing force ranks corresponding to the maximum amplitude ratio of the first and second frequencies of the natural modes of bending oscillations of the blade, and a frictional force F v is determined by the expression P (,), respectively, the amplitude W LP rows harmonic acceleration of the free end of the blade corresponding to the first and second frequencies; the value of the disturbing force, which corresponds to the maximum value (fg / fg nfffi K is the regression equilibrium coefficient depending on the coal-mass and dissipative parameters of the blade. Figure 1 shows a device for performing a method for determining the force of friction in a turbine blade damper; figure 2 - results of friction force determination in the blade damper. The device contains a rigidly fixed turbine blade 1, a damper (dry), an electromagnetic unit 3 for exciting oscillations, controlled by a generator 4, an ammeter 5 and the length of the disturbing force P sin4) t in terms of current strength, sensor 6 attached to the end of the blade 1 and recording the oscillations of the blade, analyzer 7 of the spectrum. The method is carried out as follows. Using a generator 4, an ammeter 5 and an electromagnetic unit 3, excite resonant bending vibrations of the blade 1, act on it with a disturbing force, and record the oscillation parameter, which determines the friction force. Excite resonant oscillations in the first form with a frequency O, measure the amplitudes of the AL- and A jj harmonics of the acceleration of the free end of the blade I ,, - corresponding to the frequencies of the first (Oij and second (Ol own eigenfunctions of bending oscillations of the blade) P corresponding to the maximum value of the amplitude ratio of the first and second frequencies of the natural forms of flexural vibrations of the blade, and the friction force is determined from the above expression. An example of the method for determining the friction force in the damp turbine blades. The turbine blade has dimensions: 480 mm long, 50 mm wide at the free end, 80 mm wide in the hard disk, 80 mm thick. Chromist blade material is stainless steel. The ratio of the frequency of the second natural bending mode of the blade to frequency The first intrinsic form of bending vibrations is 0 $ / CO ,, 5. In the section of the blade 96 mm from the fixation, a dry friction damper is located in the disk. A sensor KD-12 connected to C4-48 spectrum analyzers is used as sensor 6.

Дл  того, чтобы изменение амплитуды колебаний лопатки 1 в процессе колебаний не вли ло на величину возбуждак цей силы F , зазоры между сердечниками электромагнитног узла 3 дл  возбуждени  колебаний и лопаткой 1.выбирают на пор док больше амплитуд колебаний свободного конца лопатки 1,In order that the change in the amplitude of oscillations of the blade 1 in the process of oscillations does not affect the magnitude of the exciter force F, the gaps between the cores of the electromagnet unit 3 for exciting the oscillations and the blade 1 are selected by an order of magnitude larger than the amplitudes of the free end of the blade 1,

Плавно увеличивают амплитуду воз мущающей сщ1ы Р и добиваютс  максимума ,dg(,(фиг.2). С помощью анализатора 7 спектра,изтGradually increase the amplitude of the perturbing base P and achieve a maximum, dg (, (FIG. 2). Using the spectrum analyzer 7,

/д,СО/ d, WITH

мер ют значение максимума tAj/A measure the maximum tAj / A

,а соответствующее ему значейиеамплитуды Р возмущающей силы замер ют с помощью амперметра 5, Величину силы трени  F в демпфере лопатки турбины определ ют по полученным значени м Р и л-/Ал , использу  приведенную вьше формулу. В частности, дл  предлагаемой лопат1 и турбины бьшо получено Р 9,7 Н, (А5/А 0,39. При помощи Моделировани  дл  предлагаемой лопатки было определено К 9,08. По формуле получено F 34,4 Н., and the corresponding value of the amplitude P of the disturbing force is measured with an ammeter 5, The magnitude of the friction force F in the damper of the turbine blade is determined by the values of P and L / Al obtained using the above formula. In particular, for the proposed blade 1 and turbine, R 9.7 N was obtained, (A5 / A 0.39. By the simulation for the proposed blade, K 9.08 was determined. By the formula, F 34.4 N was obtained.

Положительный эффект обусловлен повышением точности и эффективности определени  силы трени  в демпфере сухого трени  лопатки турбины, что св зано с вьзделёнием вли ни  внутреннего трени  в материале.The positive effect is due to the increased accuracy and efficiency of determining the friction force in the dry friction damper of the turbine blade, which is associated with the influence of the internal friction in the material.

««""

аbut

42 «f42 "f

Claims (1)

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СИЛЫ ТРЕНИЯ В ДЕМПФЕРЕ ЛОПАТКИ ТУРБИНЫ, заключающийся в том, что возбуждает резонансные изгибные колебания лопатки, воздействуя на нее возмущаю-¹ щей силой, и регистрируют параметр колебаний, по которому определяют силу трения, отлич ающийс. .я тем, что, с целью повышения его точности, и эффективности, возбуждают ре· зонансные колебания по первой форме,, измеряют амплитуды гармоник ускорения свободного конца лопатки, соот ветствующие уастотам первой и второй собственных форм изгибных колебаний лопатки, увеличивают во времени возмущающую силу до величины, соответствующей максимальному значению отношения амплитуд по первой и второй частотам собственных форм изгибных колебаний лопатки, а силу трения F определяют выражениемMETHOD FOR DETERMINING STRENGTH OF FRICTION The turbine blade damper comprising that excites resonant bending oscillations of the blade, by acting on it perturbing ¹ boiling force and register parameter fluctuations, which determine the frictional force, the difference ayuschiys. .in order to increase its accuracy and efficiency, they excite resonance oscillations in the first form, measure the amplitudes of the harmonics of acceleration of the free end of the blade, corresponding to the frequencies of the first and second natural forms of bending vibrations of the blade, increase the disturbing force in time to a value corresponding to the maximum value of the ratio of amplitudes in the first and second frequencies of the natural forms of the bending vibrations of the blade, and the friction force F is determined by the expression F = (А^¹) Ад₍ где А¹!¹, А¹|’ соответственно амплитуды гармоник ускорения свободного конца лопатки, соответствующие первой и второй частотам;F = (A ^ ¹ ) Hell ₍ where A ¹ ! ¹ , A ¹ | ', respectively, the amplitudes of the harmonics of acceleration of the free end of the blade, corresponding to the first and second frequencies; - значение возмущающей' силы, которой соответствует максимальное значение (А^’/А^Ддк.с ;- the value of the disturbing force, which corresponds to the maximum value (A ^ ’/ A ^ Ddk.s; - коэффициент уравнения регрессии, зависящей от g упругомассовых и диссипативных параметров лопатки .is the coefficient of the regression equation, which depends on g elastic-mass and dissipative parameters of the scapula. Фиг.1Figure 1 1 11307751 1130775