книги из ГПНТБ / Зальцман М.М. Прочность и колебания элементов конструкций ГТД конспект лекций
.pdfфактически замеряется коэффициент виброперегрузки не двигателя, а системы стенд - двигатель. Траектории движения разных точек двигателя в процессе его колебаний различны и зависят от их рас стояния от центра масс двигателя, а также от жесткости различных частей корпуса. Для получения стабильных результатов на каждом двигателе фиксируются места установки вибродатчиков и все испы тания проводятся только при данном их расположении. Обычно дат чики устанавливают на силовых фланцах двигателя, на которых рас полагаются узлы его крепленш. к самолету. Вследствие различной жесткости самолетной силовой рамы и стационарного стенда уровни вибраций двигателя, замеренные на стенде и на самолете, будут различными.
Вибрации двигателя на стенде измеряются в вертикальной и горизонтальной плоскостях, а на самолете - только в плоскости наибольшей вибрации.
Датчик вибрации в зависимости от места его установки вос принимает суммарные сложные колебания, состоящие из многих ком понент (гармоник) различной интенсивности. Форма сигналов от датчика отображает как интенсивность источников вибрации, так и резонансные свойства детали. Виброграммы позволяют определить частоты, амплитуды смещения, скорость и ускорения, а также углы сдвига фаз отдельных гармоник, входящих в состав сложной вибра ции. Таким образом, анализ виброграмм позволяет определить не только коэффициент виброперегрузки, но и источники, причины виб раций и степень опасности отдельных гармоник. При отработке но вых двигателей вибрографирование производится также в полетных условиях.
Контроль вибрации двигателя на самолете в процессе эксплуа тации вводится с целью раннего обнаружения неисправности. Так,на пример, резкое увеличение уровня вибрации может произойти толь ко вследствие разбалансировки роторов при мгновенном увеличении дисбаланса, вызванном разрушением вращающихся деталей.
На рис.2.2.показана принципиальная схема комплекта аппара туры для замера виброперегрузки двигателя на самолете. При виб рации двигателя I в обмотке датчика 2 , закрепленного на двига теле, индуктируется электродвижущая сила, пропорциональная ско рости перемещения. Э.д.с. подается к блоку фильтров 5 , в кото ром имеется ламповый узкополосный усилитель, настроенный на ро-
231 •
торный диапазон частот, на котором возможна опасная вибрация двигателя данного типа,, определяемая заранее при заводских ис пытаниях. От блока фильтров ток, пропорциональный ускорению
5 Рис.9.2. Принципиальная I схема замера вибропере- м грузки двигателя на са- -г молете: /- двигатель;
Z - датчик;з - блок филь тров;'!' - стрелочный ин дикатор; 5 - сигнальная лампа
(или скорости), поступает на регистрирующий прибор k , шкала ко торого отградуирована в единицах виброускорения (или в единицах виброскорости). Блок фильтров может иметь несколько каналов и обслуживать одновременно несколько двигателей. При превышении предельно допустимой виброперегрузки загорается сигнальная лам па , а стрелка регистрирующего прибора заходит за черту указа теля опасной вибрации.
При повышении предельно допустимого уровня вибрации двига тель выключается, а затем снимается с самолета (стенда) и на правляется на завод для выяснения причин и устранения вибрации.
9.4. Способы уменьшения виброперегрузки двигателя
Основными методами борьбы с вибрациями двигателя являются: 1. Раздельная балансировка деталей (рабочих колес), входя
щих в конструкцию ротора.
2.Последующая балансировка собранных роторов, установлен ных на своих подшипниках.
3.Уменьшение биений цапф, на которые опирается ротор.
4.Тщательный контроль при сборке соосности опор под под шипники многоопорных роторов.
5.Уменьшение биений опор под подшипники.
6.Применение упруго-демпферных опор.
7.В случае наличия опасного критического режима отстройка от него.
232
Снижения виброперегрузок добиваются также затяжкой всех резьбовых соединений (крепления корпусов; фланцев, крепящих на ружные обоймы подшипников; гаек, крепящих внутренние обоймы под шипников; стяжных болтов роторов и др.) равномерно и с определен ным моментом.
В турбовинтовых двигателях иногда удается снизить уровень вибрации путем перестановки воздушного винта на шлицах втулки или перестановки его с одного двигателя на другой.
Для устранения вредного влияния вибраций на конструкцию самолета в узлы подвески турбовинтовых двигателей иногда вводят амортизаторы, демпфирующие колебания.
Л И Т Е Р А Т У Р А |
|
|
1. Б и р г е р И.А., Ш о p р Б.Ф., |
Ш н е й . д е р о - |
|
' в и ч P.M. Расчеты на прочность деталей машин. Справочное по |
||
собие. М.,"МашиностроениеУ 1966. |
|
|
2. Ж и р и ц к и й |
Г.С. и др. Газовые турбины авиацион |
|
ных двигателей. М., Оборонгиз, 1963. |
Ю.А. Прочность, ус |
|
3. З а л ь ц м а н |
М.М., П ы х т и н |
тойчивость и колебания деталей газотурбинных двигателей. Пермь, ПЛИ, 1971.
4.П а л л е й З.С. и др. Конструкция и прочность авиаци онных газотурбинных двигателей. М., "Транспорт", 1967.
5.П а н о в к о Я.Г. Основы прикладной теории упругих колебаний. М., "Машиностроение", 1967.
6.С е к и с т о в В.А. Конструкция авиационных двигате лей. Киевское высшее инженерно-авиационное училище, Киев, 1970.
7.С к у б а ч е в с к и й Г.С. Авиационные газотурбинные двигатели. Конструкция и расчет деталей. М., "Машиностроение", 1969.
8.Ф е о д о с ь е в В.И. Сопротивление материалов. М., Госиздат физ.-мат.литературы, 1963.
9. Ш е р л ы г и н H.A., Ш а х в е р д о в В.Г. Конст рукция и эксплуатация авиационных газотурбинных двигателей. М., "Машиностроение", 1969.
10. Ш т о д а A.B. и др. Прочность элементов конструкций компрессоров и газовых турбин. М., ВВИА. им.Чуковского, 1966.
|
|
С О Д Е Р Ж А Н И Е |
|
|
• Предисловие |
. |
. . „ „ |
3 |
|
Г л а в а |
|
I . Усилия,, действуыдие в газотурбинных дви- |
||
Г л а в а 2. |
Статическая прочность рабочих лопаток |
24 |
||
осевых компрессоров и турбин |
. . . . . . . . . . |
|||
Г л а в а |
3. |
Прочность крепления рабочих лопаток „ . |
55 |
|
Г л а в а |
4. |
Статическая прочность дисков осевых ком |
70 |
|
прессоров и турбин . . . . . |
. . . . . |
|||
Г л а в а |
5. Прочность элементов роторов компрессоров |
107 |
||
и турбин . . . . . . |
|
|||
Г л а в а |
6. |
Колебания и вибрационная прочность рабо |
125 |
|
чих лопаток осевых компрессоров и турбин |
||||
Г л а в а |
7. |
Прочность оболочек (корпусов) двигателя |
175 |
|
Г л а в а |
8. Критические числа оборотов бнстроврашаю- |
192 |
||
щихся валов |
|
|
. . . |
|
Г л а в а 9. Вибрация двигателей |
|
227 |
||
литература |
|
|
|
234 |
M.M.ЗАЛЬЦМАН
ПРОЧНОСТЬ И КОЛЕБАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИИ ГТД
Конспект лекций
Отв.редактор канд.техн.наук Ю.А.ПШТИН
Лит. редактор Э.П.Полнякова Техн. редактор Г.Я.Шилоносова Корректор Н.А.Торкинская
Подписано к печати 5/УІ-І973 г.
ЛБ02І05. Формат |
60x84/16. |
Объем 14,75" п.Й.Ч^ |
Тира» 200. |
ЗаказІЗб |
Цена 2 руб.50 коп. |
Редакционно-издательский отдел ІШИ Ротапринт Пермского политехнического института