[1]Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при контроле системы охлаждения турбинных лопаток газотурбинных двигателей (далее ГТД).
[2]Известен способ контроля системы охлаждения лопаток турбины ГТД, наиболее близкий к предлагаемому изобретению, и выбранный за прототип (RU 2219531, МПК G01N 25/00, публ. 20.12.2003), характеризующийся тем, что лопатку турбины устанавливают в приспособлении, осуществляют продувку каналов охлаждения лопатки турбины рабочей средой, применяют в качестве рабочей среды воздух, оценивают бесконтактным методом систему охлаждения лопатки турбины и контролируют скорость выхода воздуха из каналов охлаждения лопаток турбины ГТД.
[3]Недостатком данного способа является невысокая точность метода, отсутствие автоматизации измерений, отсутствие возможности контроля отклонения геометрии при изготовлении системы охлаждения лопатки турбины ГТД, в том числе каждого отверстия перфорации лопатки турбины ГТД.
[4]Технической проблемой при осуществлении прототипа является низкая точность контроля системы охлаждения лопаток турбины ГТД и необходимость нагрева лопатки для последующего измерения температуры поверхности тепловизором.
[5]Техническим результатом заявленного изобретения является ускорение процесса контроля системы охлаждения лопатки турбины ГТД и повышение точности операции контроля лопаток турбины ГТД.
[6]Технический результат достигается за счет того, что в способе контроля системы охлаждения лопаток турбины ГТД, характеризующемся тем, что устанавливают лопатку турбины в приспособлении, осуществляют продувку каналов охлаждения лопатки турбины ГТД рабочей средой, применяют в качестве рабочей среды воздух, оценивают бесконтактным методом систему охлаждения лопатки турбины ГТД и контролируют скорость выхода воздуха из каналов охлаждения лопаток турбины, согласно изобретению, для осуществления бесконтактного метода используют измеритель скорости воздуха, закрепляют лопатку турбины ГТД на фланце промышленного робота-манипулятора, синхронизируют системы координат промышленного робота-манипулятора и измерительной системы, позиционируют каналы охлаждения лопатки турбины ГТД относительно измерительной системы, применяют персональный компьютер в процессе измерения, осуществляют продувку каналов охлаждения лопаток турбины ГТД с постоянным расходом рабочей среды, измеряют скорость воздуха из системы охлаждения лопатки турбины ГТД отдельно по каждому каналу охлаждения, обрабатывают данные, поступающие с бесконтактного измерителя скорости потока, сравнивают полученные замеры скоростей из системы охлаждения лопаток турбины ГТД с эталонной моделью лопатки турбины ГТД или расчетной моделью, определяют отклонения системы охлаждения лопатки турбины ГТД и геометрии каналов.
[7]Кроме того, согласно изобретения, в качестве измерителя скорости воздуха используют лазерный анемометр.
[8]Кроме того, согласно изобретения, системы координат промышленного робота-манипулятора и измерительной системы синхронизируют лазерным трекером.
[9]В предлагаемом изобретении, в отличии от прототипа, применение бесконтактного метода измерителя скорости воздуха, например, лазерного анемометра, позволяет автоматизировать и ускорить процесс контроля системы охлаждения лопатки турбины ГТД, повысить точность операции контроля лопаток турбины ГТД за счет использования высокоточного измерительного оборудования и непосредственного контроля каждого канала системы охлаждения лопатки турбины ГТД, оценить, как пропускную способность и засорения каналов лопаток турбины ГТД, так и отклонения геометрии лопаток турбины ГТД.
[10]На фиг. 1 - представлен стенд контроля систем охлаждения лопаток турбины ГТД.
[11]На фиг. 2 - представлены критерии оценки годности лопатки турбины ГТД.
[12]Способ контроля системы охлаждения лопаток турбины ГТД реализуется следующим образом:
[13]Лопатка турбины ГТД 1 устанавливается в приспособление 2, закрепляется на фланце промышленного робота-манипулятора 3. Для бесконтактного метода используют измеритель скорости воздуха, например, лазерный доплеровский анемометр (далее ЛДА) 5, в основе метода лежит эффект Доплера - изменение частоты регистрируемых колебаний при движении источника или приемника волн. Лазерным трекером 4, который необходим для правильного позиционирования системы координат робота-манипулятора относительно системы ЛДА 5, осуществляют синхронизацию систем координат промышленного робота-манипулятора 3 и ЛДА 5. Позиционируют каналы охлаждения лопатки турбины ГТД 1 относительно измерительной системы, применяют персональный компьютер 18 и управляющую программу для автоматизации и ускорения в процессе измерения. Выполняется запуск систем стенда, ресивер 6, представляющий собой резервуар большого объема, накачивается промышленным воздухом компрессором 7 до необходимого давления. В ресивер 6 для измерения, выполняется подмешивание трассирующих частиц, например, дыма. Подмешивание частиц реализуется с помощью дымогенератора 8 через эжектор 9. Расход дыма регулируется кранами 10, 11, 12. Выполняется настройка расхода воздуха в лопатку турбины ГТД 1 регулированием кранов стенда 13, 14, 15. Осуществляется продувка с постоянным расходом рабочей среды. Контроль осуществляется по расходомерам 16, 17. После достижения требуемого расхода оператором выполняется запуск измерений через персональный компьютер 18. Промышленный робот-манипулятор 3 вращает лопатку турбины ГТД 1 относительно точки измерения ЛДА 5. ЛДА 5 осуществляет измерение скорости выходящего воздуха напротив каждого канала охлаждения лопатки турбины ГТД 1. Определяется максимальная скорость воздуха Vi м/с и положение пика скорости δi мм для каждого канала охлаждения в относительной системе координат. Система обработки стенда оценивает отклонения ΔVimax м/с, Δδimax мм положения пика δimax мм и скорости потока Vimax м/с от целевого значения эталона Viэmax м/с, δiэmax мм (фиг. 2) для каждого отверстия перфорации и выдает заключение о годности лопатки турбины ГТД 1. В качестве эталона может быть использована расчетная модель или эталонная лопатка турбины ГТД 1.
[14]Таким образом, выполнение предлагаемого изобретения с вышеуказанными отличительными признаками позволяет автоматизировать и ускорить процесс контроля системы охлаждения лопатки турбины и повысить точность операции контроля лопаток турбины, определить годность лопаток турбины ГТД.
