ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКАЯ ТЕХНИКА
ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКАЯ ТЕХНИКА
В настоящее время расчетные методы интенсивно используются для исследования напряженно-деформированного состояния (НДС) деталей и узлов конструкций авиационных газотурбинных двигателей (ГТД). Данные методы позволяют смоделировать практически любую форму исследуемого объекта, различные условия внешнего воздействия, получать НДС в любой точке детали. При этом точность расчетов очень высока и позволяют предсказывать надежность и долговечность детали с высокой вероятностью. Однако в расчетных условиях не всегда возможно адекватно назначить действительные условия нагружения деталей: величины нагрузок, закономерности их проявления. Не всегда используемые расчетные методы или конструктор учитывают все условия и механизмы нагружения деталей в реальных условиях. Поэтому экспериментальная оценка НДС является обязательным условием в исследовании работоспособности, долговечности и надежности деталей и узлов конструкций ГТД. Одним из основных методов определения НДС в лопатках биротативного ветровентилятора, является тензометрирование. Тензометрические системы включают в себя тензорезистор, наклеенный на лопатке, тензоусилитель и регистрирующий прибор. Для бесконтактной передачи и преобразования сигнала тензодатчика, находящегося на вращающейся лопасти, возникает необходимость в использование бесконтактного телеметрического тензоусилителя ТТ033, который состоит из подвижного ротора, неподвижного статора, блока сопряжения и аналогового декодера. Ротор с подсоединенными датчиками закрепляется на вращающемся элементе конструкции. Внутри ротора установлен статор, который закреплён на валу или корпусе исследуемого объекта неподвижно. На внешней поверхности статора размещены катушки индуктивности, питающие ротор и передающие с него полезный сигнал. Воздушный зазор между статором и ротором составляет 1,5мм. Статор соединяется кабелем с блоком сопряжения.
При исследовании характеристик и параметров вращающихся или совершающих возвратно-поступательные движения деталей машин, возникает необходимость в использовании бесконтактных измерительных устройств. Одним из таких устройств является измерительный телеметрический усилитель ТТ02. Пример использования ТТ02 исследование характеристик несущего винта ветроплана. ТТ02 выполняет усиление, преобразование и бесконтактную передачу на регистрирующий прибор сигналов семи тензорезисторных мостовых (полумостовых) схем, расположенных на деталях вращающегося винта ветроплана.
1-несущий винт; 2-передатчик TO2.1; 3-разъем для тензомостов; 4-кабель питания передатчика; 5-кабель антенны; 6-батарея питания; 7-выключатель питания; 9-антенна; 10-приемник;
Усилитель измерительный телеметрический ТТ033 применен для усиления и бесконтактной передачи на измерительный прибор (систему сбора информации) сигналов от тензорезисторов и датчиков потенциометрического типа, расположенных на вращающейся деталях авиационной техники. Усилитель имеет 23 измерительных канала. С помощью усилителя могут быть выполнены измерения относительных деформаций, вибраций, крутящих и изгибающих моментов, сил или других параметров. ТТ033 имеет в своем составе ротор, статор, блок сопряжения, декодер, блок индикации. Ротор с подсоединенными датчиками закрепляется на вращающемся элементе конструкции. Внутри ротора установлен статор, который закреплён на корпусе исследуемого объекта неподвижно. На внешней поверхности статора размещены катушки индуктивности, питающие ротор и передающие с него полезный сигнал.
По техническому заданию Заказчика могут быть спроектированы и изготовлены оригинальные изделия с требуемыми параметрами.
Для передачи измеренных данных с лопастей винта (турбины) через вращающийся вал диаметром 210 мм был изготовлен тензоусилитель телеметрический ТТ033/5. Тензоусилитель телеметрический ТТ033/5 предназначен для усиления, преобразования и бесконтактной передачи на персональный компьютер сигналов от 23 тензомостов (полумостов), расположенных на вращающейся части исследуемого винта. С помощью тензоусилителя могут быть выполнены измерения относительных деформаций, вибраций, крутящих и изгибающих моментов, сил или других параметров, в которых первичными преобразователями являются тензорезисторы. Внутренний диметр статора 210 мм, максимальный наружный диаметр ротора 315 мм, ширина 71мм. В комплект ТТ033/5 входит статор, ротор, блок измерительный, программное обеспечение и комплект проводов и разъемов. Блок измерительный позволяет отображать измеренные данные и передавать их по USB-интерфейсу на компьютер.
При измерении крутящего момента, например, вращающегося винта вертолета, может понадобиться визуально наблюдать деформацию лопасти винта. Сделать это при вращении винта возможно с помощью стробоскопа, который позволяет «остановить картинку» в необходимом положении и исследовать характер деформации лопасти. Конструктивно стробоскоп состоит из четырех элементов: электронного блока управления, осветителя, зубчатого венца и датчика частоты вращения. В электронном блоке управления задается номер зуба зубчатого венца, при котором подается питание на осветитель. Также в электронном блоке расположен регулятор длительности вспышки.
Потребность в двухкомпонентных датчиках возникает при необходимости одновременного измерения нескольких силовых параметров, например, крутящего момента и осевой силы на вращающихся элементах конструкций. Двухкомпонентный датчик М40-100/500 позволяет измерять крутящий момента от -100Нм до +100Нм, усилие сжатия-растяжения до 500Н, частоту вращения, температуру ротора и вычислять значения механической мощности. Все эти данные поступают с ротора на статор в цифровом виде, что обеспечивает высокую помехоустойчивость измерительной системы. Датчик подключается к компьютеру через USB-порт. Программное обеспечение, поставляемое в комплекте с датчиком, позволяет отображать и сохранять данные измерений в режиме реального времени. Использование зубчатки совместно со стробоскопом позволяет визуально наблюдать дефформацию лопастей при вращении винта.
