Измерение радиальных зазоров с повышенной чувствительностью врасширенном диапазоне осевых смещений рабочего колеса турбины

Приводится описание системы измерения радиальных зазоров (РЗ) и осевых смещений торцов лопаток сложной формы, применяемых в турбинах современных и перспективных газотурбинных двигателей. В системе предусмотрена возможность применения как известного, так и вновь разработанного кластерного метода измерения, обеспечивающего повышенную чувствительность к РЗ в расширенном диапазоне изменений осевых смещений торцов лопаток. Рассматриваются результаты экспериментальных исследований - метрологических показателей и проверки работоспособности прототипа системы с кластером высокотемпературных одновитковых вихретоковых датчиков, чувствительные элементы которых выполнены в виде отрезка проводника.

турбина, лопатки сложной формы, радиальные и осевые смещения, одновитковый вихретоковый датчик, система измерения, экспериментальные исследования, turbine, irregular shaped blades, radial clearances, axial displacements, eddy-current single-coil sensor, distributed cluster of sensors, measurement system, experimental results, metrological characteristics, operativeness evaluation

1. Боровик С. Ю., Кутейникова М. М., Райков Б. В., Секисов Ю. Н., Скобелев О. П. Измерение радиальных зазоров между статором турбины и торцами лопаток сложной формы с помощью одновитковых вихретоковых датчиков // Мехатроника, автоматизация, управление. 2013. № 10. С. 38-46.

2. Беленький Л. Б., Кутейникова М. М., Логвинов А. В., Секисов Ю. Н., Скобелев О. П. Устройство для измерения многокоординатных смещений торцов лопаток / Патент 2525614 РФ. 2014. Бюл. 23.

3. Беленький Л. Б., Белопухов В. Н., Боровик С. Ю., Кутейникова М. М., Райков Б. К., Секисов Ю. Н., Скобелев О. П. Технические средства и программное обеспечение системы измерения радиальных и осевых смещений торцов лопаток сложной формы и скорости вращения лопаточного колеса // Проблемы управления и м оделирования в сложных системах: Тр. XV Междунар. конф., Самара: Изд-во СамНЦ РАН, 2013. С. 655-662.

4. Белопухов В. Н., Боровик С. Ю. Алгоритм предварительной обработки данных кодов в системе измерения радиальных и осевых смещений торцов лопаток сложной формы // Проблемы управления и моделирования в сложных системах: Тр. XV Меж-дунар. конф. Самара: Изд-во СамНЦ РАН, 2013. С. 646-649.

5. Белопухов В. Н., Боровик С. Ю. Алгоритм поиска экстремальных значений кодов в системе измерения радиальных и осевых смещений лопаток сложной формы // Проблемы управления и моделирования в сложных системах: Тр. XV Междунар. конф. Самара: Изд-во СамНЦ РАН, 2013. С. 650-654.

6. Кутейникова М. М., Райков Б. К., Секисов Ю. Н., Скобелев О. П. Способ измерения радиальных зазоров и осевых смещений торцов рабочих лопаток турбины / Патент 2556297 РФ. 2015. Бюл. № 19.

7. Боровик С. Ю., Кутейникова М. М., Райков Б. К., Секи-сов Ю. Н., Скобелев О. П. Метод измерения радиальных и осевых смещений торцов лопаток сложной формы // Автометрия. 2015. № 3. С. 104-112.

8. Белопухов В. Н., Боровик С. Ю., Кутейникова М. М., Подлипнов П. Е., Райков Б. К., Секисов Ю. Н., Скобелев О. П. Система измерения радиальных и осевых смещений торцов лопаток в газовоздушном тракте турбины // Проблемы управления и моделирования в сложных системах: Тр. XVIII Между-нар. конф. Самара: Изд-во СамНЦ РАН, 2016.

9. Беленький Л. Б., Боровик С. Ю., Кутейникова М. М., Секисов Ю. Н., Скобелев О. П. Способ уменьшения температурной погрешности измерения многокоординатных смещений торцов лопаток одновитковым вихретоковым преобразователем / Патент 2519844 РФ. 2014. Бюл. № 17.

10. Боровик С. Ю., Кутейникова М. М., Секисов Ю. Н., Скобелев О. П. Погрешность измерения температуры чувствительного элемента одновиткового вихретокового датчика в каналах термокоррекции системы сбора информации о многокоординатных смещениях торцов лопаток и метод ее уменьшения // Вестник СамГТУ, Сер. "Технические науки". 2012. № 3 (35). С. 43-49.

11. STM32F405xx, STM32F407xx: URL: http://www.st.com/ st-web-ui/static/ active/en/resource/technical/document/datasheet/ DM00037051.pdf (дата обращения 06.06.2016).

12. Белопухов В. Н., Боровик С. Ю., Кутейникова М. М. Алгоритмы функционирования систем измерения радиальных и осевых смещений торцов лопаток сложной формы // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. 2016. № 4.

13. Белопухов В. Н., Боровик С. Ю., Кутейникова М. М., Подлипнов П. Е. Предварительная обработка данных кодов в системе измерения радиальных и осевых смещений торцов лопаток сложной формы на основе адаптивного алгоритма // Проблемы управления и моделирования в сложных системах: Тр. XVII междунар. конф. Самара: Изд-во СамНЦ РАН. 2015. С. 677-678.

14. Белопухов В. Н., Боровик С. Ю., Кутейникова М. М. Определение экстремума функции изменения кодов в системе измерения радиальных и осевых смещений торцов лопаток сложной формы // Проблемы управления и моделирования в сложных системах: Тр. XVII междунар. конф. Самара: Изд-во СамНЦ РАН. 2015. С. 679-680.

15. Кутейникова М. М., Секисов Ю. Н. Алгоритм вычисления радиальных и осевых смещений торцов лопаток // Проблемы управления и моделирования в сложных системах: Тр. XII Междунар. конф. Самара: Изд-во СамНЦ РАН. 2010. С. 323-327.

16. Кутейникова М. М. Вычисление координат смещения торцов лопаток в системе измерения радиальных зазоров // Управление большими системами: Матер. Х Всеросс. школы-конференции молодых ученых. Т. 3. Уфа: УГАТУ. 2013. С. 157-161.

17. Кластерные методы и средства измерения деформаций статора и координат смещений торцов лопаток и лопастей в газотурбинных двигателях / Под общ. ред. О. П. Скобелева. М.: Машиностроение, 2011. 298 с.

18. РМГ 29-2013 ГСИ. Метрология. Основные термины и определения. М.: Стандартинформ, 2014.

19. Методы и средства измерения многомерных перемещений элементов конструкций силовых установок / Под ред. Ю. Н. Секисова, О. П. Скобелева. Самара: Изд-во СамНЦ РАН, 2001.

20. с.

21. Боровик С. Ю., Кутейникова М. М., Секисов Ю. Н., Скобелев О. П. Погрешности алгоритма вычисления радиальных и осевых смещений торцов лопаток сложной формы в системах измерения радиальных зазоров в турбине // Вестник СамГТУ. Сер. "Технические науки". 2016. № 2.

22. Боровик С. Ю., Кутейникова М. М., Подлипнов П. Е., Секисов Ю. Н., Скобелев О. П. Моделирование процесса измерения радиальных и осевых смещений торцов рабочих лопаток сложной формы // Автометрия. 2015. № 5. С. 101-112.

23. Боровик С. Ю., Кутейникова М. М., Секисов Ю. Н., Скобелев О. П. Погрешности дискретизации в системах измерения радиальных и осевых смещений торцов лопаток рабочего колеса турбины // Вестник СамГТУ, Сер. "Технические науки". 2016. № 3.