Страница АО ВАСТ - Балансировка Конверсионные технологии для механика!

14 июня 1999

ВОПРОС 4.3:

При балансировке мощных турбин мы часто сталкиваемся с ситуацией, когда от величины нагрузки сильно зависят координаты тяжелой точки ротора и, соответственно, вибрация турбины на частоте ее вращения. Типовое объяснение, а именно, неоднородное тепловое расширение вращающихся узлов, не объясняет результатов простейших экспериментов в виде скачкообразного изменения нагрузки, при котором также скачкообразно изменяется и вибрация. Какие же физические процессы происходят на самом деле?
(Вопрос задан слушателями всероссийского совещания «Проблемы вибрации и вибродиагностики энергетического оборудования»)

На вопрос отвечает А.В. Барков:

Неоднородное тепловое расширение ротора с рабочими колесами является одной из основных, но не единственной причиной изменения вибрации на частоте вращения турбины при смене нагрузки. По-видимому, Вы столкнулись еще с одной из следующих двух возможных причин - неодинаковыми аэродинамическими свойствами отдельных лопаток (части рабочих колес) или дефектами муфты, связывающей вал турбины с генератором (или другой машиной).

  • В первом случае из-за неодинакового аэродинамического сопротивления лопаток центр сил давления газовой среды на рабочее колесо смещается относительно центра колеса и появляется дополнительный вращающийся момент сил (моментная неуравновешенность рабочего колеса), который зависит от нагрузки и скачком меняется с ее изменением.
  • Во втором случае, при дефектах муфты, оси передачи моментов турбины и генератора не совпадают, что также приводит к появлению вращающейся радиальной силы, действующей на муфту. Величина силы пропорциональна передаваемому моменту и смещению осей передачи момента, следовательно, она скачкообразно изменяется при смене нагрузки. Весьма часто этот эффект проявляется при неточной посадке муфты на вал, изменении жесткости или смещении центров установки одного из группы пальцев муфты в результате дефектов изготовления или износа. Но чаще всего этот эффект встречается в зубчатых муфтах из-за их износа.
Как выяснить, действует ли в Вашей турбине одна из указанных причин роста вибрации на частоте вращения? Самый простой путь - изменить скачком величину нагрузки на турбину, не изменяя частоту ее вращения. Если при этом вибрация турбины сразу изменится, источник одной из двух рассмотренных видов вращающихся сил присутствует. Для выяснения того, виноваты ли аэродинамические свойства конкретного рабочего колеса, необходимо измерять спектры огибающей высокочастотной случайной вибрации корпуса турбины в плоскости сечения каждого из рабочих колес, предварительно разделив гармонические (лопаточные) и случайные составляющие в высокочастотном сигнале вибрации.

Как в этом случае решать задачу балансировки турбины? Необходимо выполнять балансировку турбины вместе с генератором, оптимизируя балансировочные массы под несколько типовых режимов работы турбины, для чего следует воспользоваться пакетом программ для балансировки многорежимных машин. Такие пакеты разработаны рядом производителей балансировочных систем, в частности, наша фирма также поставляет пакеты программ разного уровня сложности для балансировки машин на месте эксплуатации, разработанные совместно с Inteltech Enterprises, Inc.


Вернуться к вопросам | Список разделов вопросов | DREAM клуб | Страница ВАСТ