Вибрационное исследование полого катода электроракетного двигателя, страница 5

Рисунок 23 – Спектрограмма при виброперегрузке 4,5 ед.полигармоническое возбуждение,

длительность испытания 35 с

Образец № 3 испытания с виброперегрузкой 6,5 ед. пер. выдержал в течение 35 с без разрушения.

2. Второе испытание – случайное возбуждение от генератора качающейся частоты ЭВМ с средним значением виброперегрузки 4,5g (СКЗ), длительность –  14 минут (проведено в диапазоне частот 100…2500 Гц для оценки работоспособности оболочки и керамических элементов).

Рисунок 24 – Записанный амплитудный сигнал с датчика Д-14 при виброперегрузке в пике до 9,0 ед. пер., возбуждение от генератора качающейся частоты в диапазоне частот 100…2500 Гц, длительность испытания 14 минут

Рисунок 25 – Фрагмент спектрального разложения вибросигнала с датчика Д-14 при виброперегрузке в пике до 9,0 ед. пер., возбуждение от генератора качающейся частоты в диапазоне частот 100…2500 Гц, длительность испытания 14 минут

При среднем уровне виброперегрузки 4,5 ед.пер. перегрузка в пиках на частотах 2000…2500 Гц составляла кратковременно до 9,0 ед.пер.

Образец № 3 испытание в течение 14 минут выдержал без разрушения.

3. Третье испытание (длительное при симметричном синусоидальном, случайном и нагружении и от генератора качающихся частот) выполнено для оценки длительной прочности оболочки и керамического элемента на частоте 150 Гц при виброперегрузке 4,5g (СКЗ) двумя циклами в течение 60 минут (случайные колебания от генератора качающейся частоты) и 63 минут (полигармонические колебания с частотой основной гармоники 1146 Гц), общее число циклов нагружения составило 7,54·10⁶.

На рисунке 26 приведен сигнал с датчика Д14 при нагружении полигармонической вибрацией (усиление – ½, амплитудный уровень должен быть 49,5 мВ), на рисунке 27 – спектральное разложение вибросигнала.

Рисунок 26 – Записанный амплитудный сигнал с датчика Д-14 при виброперегрузке 4,5 ед. пер., полигармоническое возбуждение, длительность испытания 63 минуты

Рисунок 27 – Спектральное разложение вибросигнала с датчика Д-14 при виброперегрузке 4,5 ед. пер., полигармоническое возбуждение, длительность испытания 63 минуты

После окончания циклов нагружения разрушений керамического элемента визуальным осмотром не выявлено.

В ближайшей перспективе планируется усовершенствование испытательного вибростенда:

– разработка и изготовление более мощного блока подмагничивания для ВЭД-200, что позволит при имеющемся усилителе мощностью 1 кВА реализовывать более высокие уровни виброперегрузок;

– разработка и изготовление более мощного импульсного усилителя и запуск вибродинамика ВЭД-1500 с усилием на рабочем столе до 15 кН в диапазоне частот 20…5000 Гц;

– наладка и запуск блока для калибровки любых преобразователей вибрации;

– разработка и изготовление тензостанции.

Выводы:

1. На испытания были представлены три образца полого катода различного конструктивного исполнения.

2. Образец № 1 выдержал виброиспытания в течение 35 с СКЗ виброперегрузки 6,5 ед.пер., при испытании с СКЗ перегрузки 4,5 ед.пер. в течение 14 минут произошло разрушение элемента катода. При длительных испытаниях с СКЗ виброперегрузки 4,5 ед.пер. разрушения керамических элементов не выявлено.

3. Образец № 2 выдержал виброиспытания в течение 35 с СКЗ виброперегрузки 6,5 ед.пер. и в течение 14 минут при СКЗ перегрузки 4,5 ед.пер., разрушений не выявлено. Длительным испытаниям образец № 2 не подвергался.

4. Образец № 3 выдержал виброиспытания в течение 35 с СКЗ виброперегрузки 6,5 ед.пер. и в течение 14 минут при СКЗ перегрузки 4,5 ед.пер., разрушений не выявлено. При длительных испытаниях в течение 60 минут с переменными частотой и нагрузкой с СКЗ виброперегрузки в пиках до 9,0 ед.пер. и в течение 63 минут при полигармоническом возбуждении с СКЗ виброперегрузки 4,5 ед.пер. разрушения керамических элементов и оболочки катода не выявлено.