CN103698088A - 汽轮发电机转轴不对称刚度的测试方法 - Google Patents

Abstract

一种汽轮发电机转轴不对称刚度的测试方法，测试装置由加速度传感器（1）、冲击力锤（2）和动态信号分析仪（3）组成，首先对数据采集***进行设置，然后连接试验设备，冲击力锤和加速度传感器接到数据采集***，测量时汽轮发电机转轴放在平衡试验台上，汽轮发电机转轴有两个大齿和两个小齿，成90度分布，首先使其中的一个大齿朝上，在上面布置三个传感器，用力锤进行锤击，锤击点在转轴两端，将锤击和响应信号接入动态信号分析***，使用动态信号分析仪对信号进行采集和分析，得到大齿方向的频响函数，然后使转子旋转90度，使小齿朝上。本发明运用该测量***能测得汽轮发电机转轴是否存在不对称刚度；测得的各阶振型和临界转速对转子的动平衡试验有指导作用。

Description

汽轮发电机转轴不对称刚度的测试方法

技术领域：

本发明涉及一种测试汽轮发电机转轴不对称刚度的测试方法。

背景技术：

随着汽轮发电机容量的不断增加，转子结构也越来越复杂，二极汽轮发电机转子本体由于线槽的存在，在大齿和小齿方向上的刚度是有差异的，当这种差异较大时，就会造成运行时转子挠度周期性改变，会产生倍频振动，对转子的动平衡和发电机实际运行都会产生不良影响。如何准确测出汽轮发电机转轴不对称刚度对转子的设计、计算以及动平衡试验都有指导意义。

发明内容：

本发明的目的是提供一种简易的测量、判定汽轮发电机转轴不对称刚度的试验测量***和方法。本发明的技术方案为：测量汽轮发电机转轴不对称刚度的测试方法，测试装置由加速度传感器（1）、冲击力锤（2）和动态信号分析仪（3）组成，首先对数据采集***进行设置，一个通道为锤击信号，三个通道为加速度信号，然后连接试验设备，冲击力锤和加速度传感器接到数据采集***，测量时汽轮发电机转轴放在平衡试验台上，汽轮发电机转轴有两个大齿和两个小齿，成90度分布，即大齿-小齿-大齿-小齿，首先使其中的一个大齿朝上，在上面布置三个传感器，用力锤进行锤击，锤击点在转轴两端，将锤击和响应信号接入动态信号分析***，使用动态信号分析仪对信号进行采集和分析，得到大齿方向的频响函数，然后使转子旋转90度，使小齿朝上，重复上述的过程，该测试方法包括如下步骤：

1）调整转子位置，使转轴大齿朝上，三个加速度传感器沿轴向布置在大齿上，

2)启动计算机***和数据采集***；

3）对转轴进行锤击，锤击方向是垂直向下，锤击至少6次，将锤击信号和响应信号接入数据采集***，信号分析软件对数据进行采集和分析，得到一组频响函数图，

4）使转轴旋转90度，使转轴的小齿朝上，三个加速度传感器沿轴向布置在小齿上，

5）重复步骤3）,

6）对得到的两组频响函数进行分析和处理，得到频响函数实频图和虚频图，由实频图的最小值或虚频图的最大值确定固有频率，得到大齿和小齿两个方向的固有频率，根据固有频率值的大小可以判定大齿和小齿方向的刚度差别，固有频率大的，刚度就大，固有频率小的，刚度就小。

本发明要解决的主要问题有：

1、运用该测量***能测得汽轮发电机转轴是否存在不对称刚度；

2、测得的各阶振型和临界转速对转子的动平衡试验有指导作用。

①工作原理：

二极汽轮发电机转子本体由于线槽的存在，在大齿和小齿方向上的刚度是有差异的，当这种差异较大时，就会造成运行时转子挠度周期性改变，会产生倍频振动，对转子的动平衡和发电机实际运行都会产生不良影响。物体的固有频率主要取决于其刚度和质量，当质量不变时，固有频率与其刚度成正比，所以通过锤击试验和模态分析得出转子的固有频率，由固有频率值可确定出汽轮发电机转轴是否存在不对称刚度。

②工作过程：

汽轮发电机转轴放在转子平衡试验台上，使大齿方位朝上，沿大齿轴向分别布置测点。连接和启动测试***，对转轴进行锤击，锤击点在转轴两端，将锤击和响应信号同时同步接入动态信号分析***，进行信号采集，然后对采集的信号进行模态分析，得出大齿方位的固有频率。然后使转子旋转90度，使小齿方位朝上，沿小齿轴向分别布置测点，对转轴进行锤击，锤击点在转轴两端，将锤击和响应信号同时同步接入动态信号分析***，进行信号采集，然后对采集的信号进行模态分析，得出小齿方位的固有频率。根据大齿和小齿方向的固有频率值的大小可以判定大齿和小齿方向的刚度差别。

汽轮发电机转轴不对称刚度可通过计算求得，但计算结果有时不一定准确。传统的测试转轴不对称刚度是通过在转轴正中间加重量，然后测转轴的弯曲变形。但这种方法存在许多问题，首先是加重量的大小，加大了，对转轴会产生不良影响，加小了又测试不准确，而且整个过程很复杂，试验准备和试验过程需要几天时间才能完成，费时费力。本发明的方法只需要在转子上布置传感器，连接和启动测试***，然后对转子进行锤击，锤击6次就可以，然后再使转子旋转90度，重新布置传感器，再锤击6次，动态信号分析仪能对锤击和响应信号进行实时处理，锤击结束，测量结果就出来了，正常做这样的试验不超过1小时。本发明的测试方法简单易行，测试结果准确，能区分细微的刚度差别。

附图说明：

图1汽轮发电机转轴不对称刚度的试验测点位置图

图2汽轮发电机转轴不对称刚度的试验测量***框图

图3频响函数实频图和虚频图

具体实施方式：

试验测量***由以下主要部件组成：加速度传感器、冲击力锤和动态信号分析仪，如图2所示。首先对数据采集***进行设置，一个通道为锤击信号，三个通道为加速度信号，然后连接试验设备，冲击力锤和加速度传感器接到数据采集***。测量时汽轮发电机转轴放在平衡试验台上，汽轮发电机转轴有两个大齿和两个小齿，成90度分布，即大齿-小齿-大齿-小齿。共测试二个工况，工况1：使其中的一个大齿朝上，在上面布置三个传感器，如图1所示，测垂直方向的固有频率，用力锤进行锤击，锤击点在转轴两端，将锤击和响应信号接入动态信号分析***，使用动态信号分析仪对信号进行采集和分析，得到大齿方向的频响函数。工况2：使转子旋转90度，使小齿朝上，重复上述的过程，该测试方法包括如下步骤：

1）如图1所示，调整转子位置，使转轴大齿朝上，三个加速度传感器1沿轴向布置在大齿上，

2)启动计算机***和数据采集***；

3）对转轴进行锤击，锤击点2如图1所示，锤击方向是垂直向下，锤击至少6次，如图2所示，将锤击信号和响应信号接入数据采集***，信号分析软件对数据进行采集和分析，得到一组频响函数图，

4）传感器位置如图1所示，使转轴旋转90度，使转轴的小齿朝上，三个加速度传感器沿轴向布置在小齿上，

5）重复步骤3）,

6）对得到的两组频响函数进行分析和处理，得到频响函数实频图和虚频图，如图3所示，由实频图的最小值或虚频图的最大值确定固有频率，得到大齿和小齿两个方向的固有频率，根据固有频率值的大小可以判定大齿和小齿方向的刚度差别，固有频率大的，刚度就大，固有频率小的，刚度就小。

本发明的测试运用结果证明：

该测试方法，能方便、快捷的判断出汽轮发电机转轴是否存在不对称刚度，并能准确测出转轴的各阶振型和临界转速，为转轴设计、计算和动平衡试验提供可靠依据。该测量***简单、测量准确、判定容易。

Claims (1)

1.一种测量汽轮发电机转轴不对称刚度的测试方法，其特征是：测试装置由加速度传感器（1）、冲击力锤（2）和动态信号分析仪（3）组成，首先对数据采集***进行设置，一个通道为锤击信号，三个通道为加速度信号，然后连接试验设备，冲击力锤和加速度传感器接到数据采集***，测量时汽轮发电机转轴放在平衡试验台上，汽轮发电机转轴有两个大齿和两个小齿，成90度分布，即大齿-小齿-大齿-小齿，首先使其中的一个大齿朝上，在上面布置三个传感器，用力锤进行锤击，锤击点在转轴两端，将锤击和响应信号接入动态信号分析***，使用动态信号分析仪对信号进行采集和分析，得到大齿方向的频响函数，然后使转子旋转90度，使小齿朝上，重复上述的过程，该测试方法包括如下步骤：

1）调整转子位置，使转轴大齿朝上，三个加速度传感器沿轴向布置在大齿上；

2)启动计算机***和数据采集***；

3）对转轴进行锤击，锤击方向是垂直向下，锤击至少6次，将锤击信号和响应信号接入数据采集***，信号分析软件对数据进行采集和分析，得到一组频响函数图；

4）使转轴旋转90度，使转轴的小齿朝上，三个加速度传感器沿轴向布置在小齿上；

5）重复步骤3）；

6）对得到的两组频响函数进行分析和处理，得到频响函数实频图和虚频图，由实频图的最小值或虚频图的最大值确定固有频率，得到大齿和小齿两个方向的固有频率，根据固有频率值的大小可以判定大齿和小齿方向的刚度差别，固有频率大的，刚度就大，固有频率小的，刚度就小。

Images