PROCES TECHNOLOGICZNY KOMPLETACJI I PRZYGOTOWANIA ŁOPAT DURALOWYCH DO DOPUSZCZENIA DO LOTU NA WIATRAKOWCU

Transkrypt

1 PROCES TECHNOLOGICZNY KOMPLETACJI I PRZYGOTOWANIA ŁOPAT DURALOWYCH DO DOPUSZCZENIA DO LOTU NA WIATRAKOWCU mgr inż. Małgorzata Wojtas mgr inż. Agnieszka Sobieszek inż. Rafał Żurawski mgr inż. Łukasz Czajkowski mgr inż. Michał Timm

2 Plan prezentacji: 1. Przygotowanie łopat 2. Badania własności łopat 3. Przygotowanie do badań dynamicznych 4. Badania dynamiczne

3

4 1. Wybór łopat (z dostarczonych z huty, bez zagnieceń na profilu łopaty, bez pofalowań na krawędzi spływu itp.) 2. Ważenie 3. Pomiar długości 4. Kompletowanie łopat (wybór łopat do badań) 5. Przycięcie na odpowiednia długość (w naszym przypadku 3975 [mm] - długość łopat musi zostać tak dobrana, aby cały wirnik przeznaczony do prób w rotundzie miał długość 8600 [mm]); 6. Ponowne ważenie łopat. 7. Dokładne czyszczenie łopat przed wklejeniem prętów wyważających.

5 Pręty wklejane były z zastosowaniem żywicy Epidian 53 Pręty wyważające muszą mieć taką samą masę oraz długość.

6

7 W pierwszej kolejności przygotowano łopatę do badań na stoisku w laboratorium: 1. Pomiar sztywności giętej (w płaszczyźnie małej i dużej sztywności) i skrętnej łopaty 2. Środki ciężkości łopaty (wzdłuż cięciwy - profilu oraz długości) 3. Moment bezwładności

8 1. POMIAR SZTYWNOŚCI ŁOPAT Sztywne mocowanie łopaty - wymagane podczas badań Łopatę mocuje się w taki sposób, aby płaszczyzna dużej sztywności giętej była w pionie, a krawędź natarcia na górze Segmenty pomiarowe

9 1. POMIAR SZTYWNOŚCI ŁOPAT - schematy obciążeń Pomiar sztywności skrętnej Pomiar sztywności giętnej w płaszczyźnie małej sztywności Pomiaru sztywności giętnej w płaszczyźnie dużej sztywności

10 1. POMIAR SZTYWNOŚCI ŁOPAT - wyniki Rozkład sztywności skrętnej w funkcji rozpiętości łopaty Rozkład sztywności giętnej w płaszczyźnie małej sztywności Badanie sztywności giętnej w płaszczyźnie dużej sztywności wykazało, że przy obciążeniu 26 kg (Mg na końcu łopaty ok. 1013Nm), ugięcie na poszczególnych segmentach nie przekracza 0,01 mm

11 Środek ciężkości łopaty wzdłuż jej rozpiętości znajduje się w 52,88 % długości od strony mocowania łopaty do głowicy. PROCES TECHNOLOGICZNY KOMPLETACJI I PRZYGOTOWANIA ŁOPAT DURALOWYCH 2. ŚRODKI CIĘŻKOŚCI 1. Pomiar środka ciężkości w płaszczyźnie jej rozpiętości łopaty Środek ciężkości łopaty wzdłuż jej rozpiętości znajduje się w 52,88 % długości od strony mocowania łopaty do głowicy 2. Pomiar środka ciężkości w płaszczyźnie cięciwy Środek ciężkości łopaty wzdłuż jej cięciwy znajduje się w 28,78 % długości od strony krawędzi natarcia

12 3. MOMENT BEZWŁADNOŚCI PROCES TECHNOLOGICZNY KOMPLETACJI I PRZYGOTOWANIA ŁOPAT DURALOWYCH Schemat stanowiska do wyznaczania okresu wahań Nr segmentu m [kg] T [s] I [kgm 2 ] I 1,019 1,34 0,76 II 3,716 1,80 2,79 III 6,47 1,67 4,48 IV 4,888 1,63 3,46 Moment bezwładności całej łopaty 11,15

13

14 Osiowanie łopat polega na takim zwierceniu otworów mocujących aby wypadały one dokładnie w osi przekręceń łopaty (25 % cięciwy)

15 Celem jest doprowadzenie łopat do stanu równowagi na stanowisku badawczym, co zweryfikuje czy mogą one zostać dopuszczone do prób dynamicznych. Wyważenie łopat następuje po ówczesnym sprawdzeniu ich środków ciężkości (łopaty wraz z okuciem do mocowania na wirniku). 1. Pomiar mas łopat Oznaczenie łopaty Masa [kg] HC001 18,727 HC002 18, Wyznaczenie środków ciężkości łopat HC001 HC002 Różnica w położeniu śc [mm] [%] [mm] [%] [%] x 2104,98 52, ,19 52,98 0,05 y 59,35 26,73 63,60 28,65 1,92

16 3. Wyważenie łopat na stanowisku huśtawka - zaślepka (a) - śruba mocująca zaślepkę (b) - między śrubą (c), a wklejonym prętem wyważającym znajduje się przestrzeń na elementy doważające kulki ołowiane Dzięki metodzie kolejnych przybliżeń oceniono, że łopaty będą wyważone jeśli w przestrzeni na elementy wyważające w łopacie HC001 umieszczono kulki ołowiane o łącznej masie 10,4 g (tj. 29 kulek).

17

18 Stoisko zostało wyposażone w: -czujnik przyspieszeń (trójosiowy) do kontroli poziomu drgań wirnika, - cztery czujniki siły do pomiary siły ciągu, - czujnik siły do pomiaru momentu obrotowego wirnika, - czujnik optyczny odbiciowy mierzący prędkość obrotową wirnika - czujnik potencjometryczny w siłowniku do pomiaru skoku ogólnego łopat. Wirnik zamocowany na stoisku jest napędzany silnikiem Subaru poprzez wał, sprzęgło jednokierunkowe przekładnię i sprzęgło gumowe zabezpieczające wirnik przed chwilowymi przeciążeniami momentem napędzającym.

19

20 160 obr/min łopata 1 łopata obr/min łopata 1 łopata 2

21

22 Ciąg Ciag WN [N] PROCES TECHNOLOGICZNY KOMPLETACJI I PRZYGOTOWANIA ŁOPAT DURALOWYCH Biegunowa WN ILW-LT Moc [KM] Biegunowa WN - porównanie 1 0,8 0,6 0,4 0,2 Wiatrakowiec Śmigłowiec 0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 Moc

23 Ciąg WN [N] PROCES TECHNOLOGICZNY KOMPLETACJI I PRZYGOTOWANIA ŁOPAT DURALOWYCH 5000 Biegunowa WN ILW-LT Łopata 2 [deg] Łopata 4 [deg] Moc [KM]

24

25 Dziękuję za uwagę