SU862024A1 - Stand for testing turbine sliding - Google Patents

Description

(54) СТЕНД дл  ИСПЫТАНИЙ ОПОР СКОЛЬЖЕНИЯ Изобретение относитс  к стендам дл  испытаний опор скольжени  турбомашины , преимущественно турбохолодильников систем кондиционировани  воздуха. Известен стенд дл  испытаний опор скольжени  турбомашины, содержащий размещенный в испытуемой опоре вал р цапфами и устройством дл  консольного креплени  турбомгииины, устройст ва контрол  частоты вращени  вала и держатель испытуемых опор 1. Однако такой стенд принципиально не позвол ет определить анизотропию демпфирующих свойств опоры скольжени  (измерение силы демпфировани  по окружной координате) и зависимост анизотропных демпфирующих .свойств от эксцентриситета цапфы в опоре скольжени . Так,например, дл  обеспечени  необходимой дл  измерени  демпфирова ни  величины амплитуды прецессии При частоте вращени  вала, превосход щей частоту синхронного резонанса жестко го вала в опоре скольжени , может потребоватьс  внесение дисбаланса такой величины, что ваш не сможет пройти резонансный режим из-за контактов цапфы с опорой. ТУРБО ШИНЫ Данный стенд не позвол ет за один пуск вала осуществить р д последовательных измерений с целью получени  среднего выборочного значени  величины демпфировани , так как амплитуды колебаний и угол сдвига фазы определ ют на выбеге вала. Кроме TOiro, в этом стенде коэффициент демпфировани  определ ют обращением уравнений движени  жесткого ротора, при этом используют экспериментально измеренные величины амплитуды и угла сдвига возмущающей си.пы и перемещени . Соответственно, погрешность измерени  демпфировани  будет зависеть в основном от точности измерени  последних, а также от погрешности математической модели, используемой при составлении уравнений движени . Цель изобретени  - повышение эффективности определени  нелинейных демпфирующих свойств. Указанна  цель достигаетс  тем, что стенд снабжен дополнительными цапфами и опорами, расположенными у торца вала, цапфы, размещенные в испытуемой опоре, выполнены с эксцентричными ос ми, а держатель опорв виде стойки, установленной с возмэжностью возвратно-поступательного перемещени  вдоль оси, проход щей через дополнительные цап(1 л вала.(54) STAND FOR RIDING OPERATION TESTS The invention relates to stands for testing turbomachine slip bearings, preferably turbo-coolers for air conditioning systems. A test stand for testing of turbomachine bearing supports, containing a shaft with pins and a device for console mounting of a turbomachine, a shaft speed monitoring device and a holder of test supports 1, is located in the test support. However, this test bench does not fundamentally determine the anisotropy of the damping properties of the sliding support (measurement the damping force along the circumferential coordinate) and the dependence of the anisotropic damping properties on the pin eccentricity in the slide bearing. So, for example, to provide the precession amplitude necessary for measuring the damping frequency of the shaft, exceeding the frequency of the synchronous resonance of the hard shaft in the sliding support, it may be necessary to introduce an imbalance of such magnitude that your cannot pass through the resonant mode due to pin contacts with support. TURBO TIRES This stand does not allow for a series of consecutive measurements in one shaft start in order to obtain an average selective value of the damping value, since the amplitudes of oscillations and the phase angle are determined on the shaft overrun. In addition to TOiro, in this stand, the damping coefficient is determined by inverting the equations of motion of a rigid rotor, using the experimentally measured amplitudes and shear angles of the perturbing s.pa and displacement. Accordingly, the measurement error of the damping will depend mainly on the accuracy of the measurement of the latter, as well as on the error of the mathematical model used in the formulation of the equations of motion. The purpose of the invention is to increase the efficiency of determining non-linear damping properties. This goal is achieved by the fact that the stand is equipped with additional trunnions and supports located at the shaft end, the trunnions placed in the test support are made with eccentric axes, and the retainer is a stand that is installed with reciprocating movement along the axis additional pins (1 l shaft.

На чертеже изображен стенд дл  измерени  демпфировани  опоры скольжени , общий вид.The drawing shows a stand for measuring the damping of the slide bearing, general view.

Стенд содержит вал 1, снабженный турбинным приводом 2 и цапфами 3, размещенными в испытуемой опоре 4 скольжени , установленной в держателе 5, выполненном в виде стойки б, установленной с возможностью возвратно-поступального перемещени . Вал 1 имеет дополнительные цапфы 7, выполненные с эксцентричными ос ми, размещенные в дополнительных опорах 8. Стенд содержит устройство 9 контрол  частоты вращени  вала 1 и тензодатчики 10.The stand contains a shaft 1, equipped with a turbine drive 2 and axles 3, placed in the test slide support 4, mounted in a holder 5, made in the form of a rack b, installed with the possibility of reciprocating movement. Shaft 1 has additional trunnions 7, made with eccentric axes, placed in additional supports 8. The stand contains a device 9 for monitoring the frequency of rotation of shaft 1 and strain gauges 10.

Измерени  ведут следующим образом. Установив цапфу 3 вала I, имеющую наименьшее радиальное биение относительно дополнительных цапф 7 в испытуемую опору 4 скольжени , путем перемещени  стойки 6 держател  5 испытуемой опоры 4, соосной дополнительным опор SIM 8. тензометрируют тензодатчиками 10 усили , передаваемые на корпус испытуемой опоры 4 скольжени  (полную реакцию опоры) на заданной рабочей частоте вращени  в выбранных характерных направлени х путем контрол  частоты вращени  устройством 9, После этого путем перемещени  стойки 6 держател  5 испытуемой опоры 4 ввод т в последнюю цапфу 3, имеющую увеличенное радиальное биение. Процесс повтор ют дл  всех величин радиального биени  цапф 3 в пределах зазора испытуемой , опоры 4. При максимальном значении амплитуды прецессий цапфы 3, имитируемой радиальньви биением, после отключени  привода 2 осуществл ют поворот вала 1 в опорах 4 не менее чем на один оборот при частоте вращени  0,10 ,2 Гц. При этом тензометрируют упругую составл ющую реакции опоры 4 скольжени  в выбранных характерных направлени х. При частоте вращени  0,1-0,2 Гц составл юща  реакции испытуемой опоры 4 скольжени  за счет действи  демпфирующих сил мала,, по сравнению с упругой составл ющей реакции испы уемой опоры 4 скольжени , поскольку мала скорость прецессии. Вычита  из зарегистрированных на заданной рабочей частоте вращени  усилий, передаваемых на корпус испытуемой опоры 4 скольжени , УСИЛИЯ, зарегестрированные при соответствующих величинах смещени  поверхности цапфы 3 в испытуемой опоре 4 на частоте вращени  0,1-0,2 Гц, и силы инерции получают величины соответствующих реакций, определ емые искомым демпфированием. Изменением радиального биени , имитирующего прецессию цапфы 3 в испытуемой опоре 4 скольжени , определ ют зависимость Measurements are as follows. Having installed the axle shaft 3 of I, having the smallest radial runout relative to the additional axles 7 to the test slide support 4, by moving the stand 6 of the holder 5 of the test support 4 coaxially with the additional SIM supports 8. Strength sensors are transferred to the body of the test slide 4 (full support reaction) at a given working frequency of rotation in selected characteristic directions by controlling the rotational speed of the device 9. After that, by moving the rack 6 of the holder 5 of the test support 4, the pin 3 with increased radial runout. The process is repeated for all values of the radial beats of the trunnion 3 within the test subject, support 4. The maximum amplitude of the precessions of the trunnion 3 simulated by the radial runout, after turning off the drive 2, rotates the shaft 1 in the supports 4 by at least one turn at a frequency rotation 0.10, 2 Hz. At the same time, the elastic component of the reaction of the slip support 4 in the selected characteristic directions is strain-measured. At a frequency of rotation of 0.1-0.2 Hz, the component of the reaction of the tested slide 4 due to the damping forces is small compared with the elastic component of the reaction of the tested slide 4, since the precession rate is small. By subtracting from the forces recorded at a given operating frequency of rotation, transmitted to the body of the test support 4, the force registered at the corresponding displacement values of the trunnion surface 3 in the test support 4 at a rotation frequency of 0.1-0.2 Hz and inertial forces are obtained reactions determined by the desired damping. The dependence of the radial beat, imitating the precession of the trunnion 3 in the test slide 4, determines the dependence

демпфировани  от величины эксцентриситета цапфы в опоре.damping on the magnitude of the eccentricity of the trunnion in the support.

Стенд позвол ет определить анизотропию демпфирующих свойств опоры скольжени  в любых направлени х в процессе одного измерени  (за один оборот на заданной частоте вращени  и один оборот с частотой вращени  0,1-0,2 Гц), при этом позвол ет осуществить любое количество последовательных измерений за один пуск, вала с целью получени  среднего выборочного значени  величины демпфировани .The bench allows determining the anisotropy of the damping properties of the slip bearing in any direction during one measurement (per revolution at a given rotation frequency and one revolution with a rotation frequency of 0.1-0.2 Hz), while allowing any number of consecutive measurements in one run, the shaft in order to obtain the average selective value of the damping value.

Анализ показал, что точность определени  демпфированил с использованием данного стенда примерно в 2-5 раз выше, чем при использовании известнбго стенда, а это достигаетс  пр мым измерением реакции испытуемой опоры в противоположность косвенным измерени м на известном стенде.The analysis showed that the accuracy of determining the damping using this stand is about 2-5 times higher than when using a lime stand, and this is achieved by directly measuring the reaction of the test support, as opposed to indirect measurements on a well-known stand.

Таким образом, стенд позвол ет повысить точность измерени  величины нелинейных демпфирующих свойств опоры скольжени , обеспечивает возможность проведени  любого числа измерений с целью получени  среднего выборочного значени  демпфировани  за один пуск вала, упрощает математическую обработку результатов измерени , может быть использован дл  определени  нелинейных демпфирующих свойств опор скольжени  как при их исследовани х , так и в процессе контрол  серийной продукции.Thus, the bench allows to increase the accuracy of measuring the magnitude of the non-linear damping properties of the slip bearing, makes it possible to perform any number of measurements in order to obtain an average selective damping value for one shaft start, simplifies the mathematical processing of the measurement results, can be used to determine the non-linear damping properties of the sliding supports both in their research and in the process of control of serial products.

Claims (1)

1. Флеминг С.Д. Динамическа  жесткость и дe шфиpoвaниe газовых радиальных подшипников с внешним наддувом . - Проблемы трени  и смазки (М., Мир), 1971, № 1, с. 105110 .1. Fleming S.D. Dynamic stiffness and wiring of gas bearings with external supercharging. - Problems of friction and lubrication (M., Mir), 1971, No. 1, p. 105110.