汽轮机转子轴和末级叶片模态测试
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摘要:对某已退役汽轮机进行转子轴模态测试和末级叶片模态测试,得到其模态参数(频率、阻尼比和振型),为汽轮机转子轴和汽轮机叶片动力学参数的研究提供试验依据。
关键词:汽轮机,转子轴,末级叶片,模态测试
1 汽轮机转子轴和末级叶片测试概况
(1)测试背景
汽轮机的转动部分总称为转子,主要由主轴、轮盘、动叶及联轴器等组成,是汽轮机最主要的部件之一,起着能量转换及转矩传递的任务。转子的工作条件相当复杂,处于高温工作中且以高速旋转,其性能直接影响汽轮机的正常运行。为研究汽轮机转子的动力学特性,对汽轮机转子轴和末级叶片进行模态测试,拟得到其模态参数(频率、阻尼比和振型)。
(2)测试目的
待测汽轮机转子长度整体大约7米,末级叶片直径约2米。本次测试主要为:
汽轮机转子轴模态测试;
汽轮机末级叶片模态测试。
(3)项目特色
结构分析:转子轴结构较大,难以激励;末级叶片为对称结构,重根易丢;现场环境为空旷室外,供电不便;
项目特点:采用带有锂电池的INV3062C采集仪进行测试,解决现场无电问题;转子轴和末级叶片分别用不同力锤进行激励;通过DASP模态动力学不同模态拟合方法得到理想结果。
图1 待测汽轮机结构图
2 汽轮机转子轴和末级叶片模态测试解决方案
解决方案 | |
INV硬件 8通道24位INV3062C采集仪(自带锂电池) INV DFC-2弹性力锤(激励转子轴) INV MSC-3弹性力锤(激励末级叶片) INV9828振动传感器 | DASP软件 DASP工程版平台软件 模态分析基本软件 ERA模态分析 MIMO模态分析 PolyIIR模态分析 |
图2 测试系统连接图
3 测试现场
图3 转子轴测试现场 图4 末级叶片测试现场
4 测试信号
图5 转子轴力信号及响应信号
图6 末级叶片力信号及响应信号
5 模态分析结果
5.1 汽轮机转子轴模态测试结果
图7 汽轮机转子轴模态测试结果
5.2 末级叶片测试结果
图8 末级叶片模态测试结果