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對運(yùn)行的葉片進(jìn)行振動特性校核,其固有頗率及振型可通過實(shí)測確定。葉片靜頻測量常用方法有自振法和共振法。葉片動態(tài)振動測量,在電廠中對運(yùn)行機(jī)組用無線電遙測技術(shù)測量葉片動頻率和動應(yīng)力。汽輪機(jī)葉片報(bào)動強(qiáng)度安全準(zhǔn)則判別汽輪機(jī)葉片工作中抗振安全性的設(shè)計(jì)和考核依據(jù)。葉片振動強(qiáng)度安全準(zhǔn)則的基本思想,就是保證葉片振動的動應(yīng)力幅值小于葉片材料耐振強(qiáng)度(復(fù)合疲勞強(qiáng)度),并有一定的安全裕量。但一般情況下動應(yīng)力幅值與葉片蒸汽彎應(yīng)力有密切關(guān)系。因此通過大量的統(tǒng)計(jì)分析,用經(jīng)修正后的材料耐振強(qiáng)度和蒸汽彎應(yīng)力之比作為葉片振動強(qiáng)。首先對葉片固有特性分析方法和振動響應(yīng)分析方法進(jìn)行了綜合性評述。
渦輪工作葉片的振動特性分析
本例以分析渦輪葉片的固有振動特性為主,忽略阻尼的作用,故為對無阻尼自由振動系統(tǒng)的分析研究。
渦輪工作葉片是燃?xì)廨啓C(jī)中重要的零部件之一,在高溫高壓下,承受離心力和氣動力,以及振動、腐蝕、氧化等作用,工作環(huán)境十分惡劣,因此葉片故障時有發(fā)生,約占燃?xì)廨啓C(jī)事故的40%以上 ,造成的損失也往往占燃?xì)廨啓C(jī)事故損失的一半左右。從這個意義上說,一臺燃?xì)廨啓C(jī)性能的好壞取決于葉片設(shè)計(jì)的合理與否。目前,通過加長葉片(增大流通面積),和提高機(jī)組轉(zhuǎn)速(增大葉片承受能力)來滿足發(fā)電及各種動力裝置容量的急速擴(kuò)大,是可行且普遍的方法。這不僅導(dǎo)致葉片的工作應(yīng)力增大,更為重要的是,還會導(dǎo)致葉片在其工作轉(zhuǎn)速的范圍內(nèi)發(fā)生共振從而產(chǎn)生故障,高周疲勞的可靠性也因而降低。因此,對葉片的振動特性進(jìn)行分析研究,以確保其在發(fā)動機(jī)工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)不發(fā)生共振并提高其高周疲勞的可靠性是非常重要的。研究葉片固有振動特性以排除葉片故障,提高可靠性,一直是燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和使用中十分關(guān)注的問題。BVMS可用于旋轉(zhuǎn)葉片同步、異步振動監(jiān)測,也可用于FOD、HCF、LCF、葉片裂紋、轉(zhuǎn)子喘振顫振等轉(zhuǎn)子監(jiān)測和故障分析。
高速旋轉(zhuǎn)葉片振動實(shí)時監(jiān)測技術(shù)是電力工業(yè)、能源工業(yè)、航空、航運(yùn)業(yè)亟待解決的難題,傳統(tǒng)的接觸式測量方法很難做到同時監(jiān)測同級的所有葉片的振動情況,因此國外一直在致力研究一種非接觸式旋轉(zhuǎn)葉片振動測量新技術(shù)—葉端定時測量技術(shù)。
即葉端定時傳感器、高速脈沖信號采集及預(yù)處理、葉端定時測量數(shù)據(jù)的分析處理。設(shè)計(jì)開發(fā)了適應(yīng)高速實(shí)時監(jiān)測要求的全光纖葉端定時傳感器,所研制的葉端定時傳感器具有抗電磁干擾能力強(qiáng)、頻寬優(yōu)于100MHz,測量距離達(dá)到0.5mm 的特點(diǎn)。設(shè)計(jì)了基于固定頻率脈沖填充法計(jì)數(shù)的高速脈沖信號采集及預(yù)處理電路,實(shí)現(xiàn)定時時間測量。風(fēng)力發(fā)電的原理,是利用風(fēng)力帶動風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn),再透過增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升,來促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。