Автореферат (1094952), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

С целью подтверждения теоретических принципов и математических алгоритмов разработанной методологии прогнозирования начального дисбаланса роторов турбоагрегатов была проведена серия экспериментов позволяющих комплексно оценить суммарное влияние погрешностей механической обработки деталей и погрешностей сборки на рассеивание, модулей линейных и угловых сме­щений. Теоретические расчеты проводились согласно алгоритмов, разработанных выше. Экспериментальная проверка полученных результатов проводилась непосредственно в производственных условиях ОАО «Азотреммаш».

Вероятностное прогнозирование начального дисбаланса узлов и деталей ротора рассмотрено на примере ротора К-601:

1. Статический и моментный дисбаланс от радиальных и торцевых биений. Расчет проводится согласно модели на рис. 2 и 3. Предельные значения дисбаланса от радиальных и торцевых биений составили соответственно: =1070 гмм, =19600 гмм², =5760 гмм, =79500 гмм² .

2. Статический и моментный дисбалансы, определяемые погрешностями изготовления лопаток. Расчет проводится согласно модели на рис. 4. Получены предельные значения дисбаланса: =1220 гмм, =0, так как вектор дисбаланса расположен в непосредственной близости от центра масс диска. При этом наибольшее влияние на величину дисбаланса оказывают отклонения толщины лопатки от номинального значения.

3. Дисбаланс определяемый погрешностями сборки и балансировки дисков роторов. Расчет проводим согласно модели рис. 5 и 6. В результате расчета найдены: = 290 гмм; = 10⁴ г∙мм² – предельное значение соответственно ста­тического и моментного дисбаланса, возникающего при сборке, а предельное значение дисбаланса, определяемого погрешностями балансировки: = 1000 гмм.

4. Суммарные статический и моментный дисбалансы диска. Предель­ные значения модулей главного вектора и момента дисбалан­сов, определяемых всеми указанными погрешностями равны: =6070 гмм.; =8,25∙10⁴ г∙мм², а значения параметров распределений этих вели­чин равны: =2020 гмм.; = 2,75∙10⁴ г∙мм².

На рис. 23 представлены гистограммы статического дисбаланса дисков и теоретическое релеевское распределение, соответствующее найденно­му значению . В табл. 3 сравниваются некоторые эксперимен­тальные и расчетные характеристики: параметры распределения и пре­дельные значения дисбаланса, причем экспериментальные результаты получены в ходе низкочастотной балансировки роторов.

Анализ результатов показывает, что опытное распределение хорошо аппроксимируется законом Релея, а параметры распределений, экспериментальные и найденные из расчета, достаточно близки. Следо­вательно, предложенная методика точно учитывает основные факторы, влияющие на величину дисбаланса. Хорошее совпадение расчетных и экспериментальных данных свидетельствует о возможнос­тях вероятностного расчета дисбалансов, основанного на применении распределения Релея.

5. Начальный дисбаланс вызываемый погрешностями сборки роторов. Для определения параметров распределений модулей угловых смещений были использованы результаты многочисленных замеров торцево­го биения поверхности А компрессора одного из изделий относи­тельно торца Т_о, служащего базой – для установки внутреннего коль­ца радиально-упорного подшипника (рис. 24).

В процессе измерений пакет деталей, состоящий из восьми рабочих дисков компрессора и восьми проставок, собранный в полном соответствии с принятыми техническими требованиями, устанавливается по торцу Т_о на поворотном столе весьма точно выполненного приспособления. Изме­рение производилось индикатором с ценой деления 0,001 мм по 12 точкам, равнорасположенным по окружности . При этом торцевое биение узла определяется только угловыми смещениями базовых осей сопрягаемых деталей и не зависит от их радиальных смещений:

, . (72)

где – экспериментально найденное значение параметра распре­деления величины торцевого биения; N – число разъемов узла. В данном случае было найдено =0,03 мм, d = 300 мм, N = 15 и = 310^-5 рад (рис. 25).

а) б)

Рис. 24. Торцевое биение роторов: а) схема измерения; б) контрольные измерения ротора KMF-15 на балансировочном станке

Для определения параметра распределения были использо­ваны статистические данные, по балансировке роторов турбокомпрессо­ра CDF-10 (рис. 26).

Ротор собирается из двух частей, каждая из которых подвергалась предварительной динамической балансировке в двух плоскостях кор­рекции. После окончательной сборки ротора по среднему разъему балансировочная база правой части, т.е. ось вращения этого узла при балансировке, оказывается повернутой на некоторый угол и смещенной в радиальном направлении на величину , относитель­но балансировочной базы левой части. Если обозначить и как значения дисбалансов, измеряемых в процессе динамической баланси­ровки ротора, то значения векторов и определяются по формулам (22).

Значения , , , полученные для большого числа роторов, были подвергнуты статистической обработке, результаты которой, представленные на рис. 27 в виде гистограмм и соответствующих выравнивающих теоретических распределений.

а) б)

Рис. 27. Гистограммы и выравнивающие распределения величины: а) ; б)

Анализ результатов на рис. 27 позволяет сделать следующие выводы: модули линейных и угловых векторных погрешностей , , подчиняются релеевскому распределению; значения параметров распределений и для рассматриваемых роторов составляют = 310^-5 рад.; = 0,05мм с границами доверительных интервалов (соответствующими вероятности P=0,95): 2,710^-5 рад. ≤ ≤ 3,310^-5 рад.; 0,045 мм ≤ ≤ 0,055 мм. При этом значение определялось по (72) и данным статистического расп­ределения (рис. 25), a – по данным на рис. 27.

Полученные таким образом вероятностная и детерминированная картина распределения векторов статического и моментного , используется в дальнейшем для расчета начального дисбаланса роторов других типоразмеров.

С целью комплексной оценки дисбаланса роторов турбоагрегатов были сопоставлены параметры распределений модулей главных векторов дисбалансов, найденные расчетом и экспериментально, для нескольких типов роторов различных по конструкции, но изготавливаемых в равных технических условиях. Расчет для роторов турбин проводился по формулам (21), (24) с использованием найденные выше значений и , а для роторов с центральным валом – с использованием математических алгоритмов главы 3. Фактические значения главных векторов дисбалансов определялись по результатам балансировки роторов, проводимой непосредственно в ходе производственного процесса. Результаты статистической обработки полученных данных показаны на рис. 28, где построены интегральные функции распределения модулей главных векторов дисбалансов в координатах, представляющих интегральную функцию Релея. На рис. 29 и 30 приведены гистограммы и выравнивающие распределения главных векторов дисбалансов. В табл. 4 приводятся значения параметров распределений статического дисбаланса, полученные экспериментально и расчетом.

Таблица 4

Ротор	К-601	2BCL-306a	CDF-10	KMF-15	103J463B5
	0,82	0,93	0,58	0,69	0,77
	0,90	1,00	0,66	0,75	0,80
/	1,09	1,07	1,13	1,08	1,03

а) б)

Рис. 28. Интегральные функции распределения Релея модулей главных векторов дисбалансов для роторов: а) 1 – К-601 (∆), 2 – 2BCL-306a (○), 3 – CDF-10 (●); б) 4 – KMF-15 (○), 5 – 103J463B5 (●)

Характеристики

Список файлов диссертации