Лабораторные работы - Динамика и прочность турбомашин - файл n1.doc

Лабораторные работы - Динамика и прочность турбомашин
скачать (1622.2 kb.)
Доступные файлы (3):
n1.doc148kb.01.06.2003 17:39скачать
n2.doc670kb.01.06.2003 17:42скачать
n3.doc1180kb.01.06.2003 17:49скачать

n1.doc

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5
ВИБРАЦИОННАЯ ОЦЕНКА НАДЁЖНОСТИ ТУРБОАГРЕГАТОВ


  1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучение вибрационного состояния турбоагрегатов, аппаратуры, служащей для регистрации уровня вибрации, приобретения навыков измерения величины вибрации в турбомашинах и способов оценки их вибрационной надёжности.


  1. ВИБРАЦИОННОЕ СОСТОЯНИЕ ТУРБОАГРЕГАТОВ.

Надёжность работы турбины и генератора в значительной мере определяется их вибрационном состоянием. Наиболее часто встречающиеся причины вибрации вызваны следующими факторами:

  1. неудачной конструкцией турбоустановки (неудачной конструкцией опор, фундамента, ротора и д.р.)

  2. неудовлетворительным качеством монтажа или ремонта (неудовлетворительная установка подшипников, неисправность муфт и д.т.)

  3. дефектами, выявившимся в процессе эксплуатации турбо машин (возникновение неуравновешенности в связи с поломками бандажных связей и лопаток, неравномерностью коррозийно-эрозийного износа лопаток, отложение солей, нарушение посадки дисков и уплотнений, прогибы вала и т.д.)

  4. нарушением нормального эксплуатационного режима (правильность температурных расширений, влияние масляного режима подшипников и д.р.)

  5. дефектами в генераторе (магнитная несимметрия, ослабление крепления активного железа статора и т.п.)

Повышенная вибрация является источником всевозможных аварийных ситуаций и даже крупных аварий. Вредные последствия даже умеренных вибраций имеют свойство накапливаться и проявляться в самой различной форме. Это может найти выражение в проявлении усталостных трещин в роторе турбины, штоках регулирующих клапанов, опорах и т.д. Под действием вибрации рассматривается взаимное крепление частей, нарушается жесткая связь статора и подшипников с фундаментными плитами, увеличивается расцентровка валов.

При повышенной вибрации возникает опасность повреждения лабиринтовых уплотнений турбин, водородных уплотнений и системы водяного охлаждения генератора.

Значительные колебания вала на масляной плёнке могут вызвать возникновение очагов полусухого трения, что увеличивает опасность выплавления подшипников. Неблагоприятное действие вибрации сказывается также на работе системы регулирования турбины и приборов контроля, а также оказывает отрицательное воздействие на обслуживающий персонал. Это воздействие определяется повышенным шумом и непосредственным физиологическим воздействием на организм человека.

С целью определения причин вибрации проводит подробное вибрационное исследование каждого созданного образца. Производится текущий контроль вибрационного состояния агрегата. Для этого периодически замеряют двойную амплитуду – размах вибрационных перемещений крышек опорных подшипников, пределы которых установлены в зависимости от числа оборотов агрегата. Согласно ПТЭ вибрационное состояние турбомашин оценивается по шкале, представленной в Табл.1.

Таблица №1

Номинальная скорость вращения ротора, об/мин

Двойная амплитуда вибрации, мкм

Отлично

Хорошо

Удовлетворительно

1500

3000

5000

8000 и более

до30

до20

до10

до5

до50

до30

до15

до10

до70

до40

до25

до15


Вибрация должна замеряться в трёх направлениях: вертикальном, горизонтально-продольном и горизонтально-поперечном (рис.1). Если вибрация хотябы одного из подшипников в одном из трёх направлений превышает значения «удовлетворительно» для данного типа машин, то вибрационное состояние всего агрегата признаётся неудовлетворительным и турбина должна быть выведена в ремонт для устранения вибрации.

Рисунок №1



При оценке вибрационного состояния турбоагрегата уровень вибрации должен определяться не только на рабочих числах оборотов, но и при прохождении турбиной критического числа оборотов. Исследования показали, что переход системы «ротор-опоры» через критические скорости в процессе пуска и останова агрегата может сопровождаться весьма значительным увеличением амплитуды колебаний. Хотя в данном случае повышенная вибрация действует относительно кратковременно, однако несколько пусков и остановов машины с недопустимо большими амплитудами колебаний ротора на критических скоростях может оказаться достаточным для повреждения установки.

Анализ вибрации турбоагрегата показывает, что она носит сложный характер. Во многих случаях оказывается, что частота вибрационной синусоиды с самой большой амплитудой совпадает с частотой вращения, т.е. в сложной вибрации преобладает синусоида оборотной частоты. Поэтому такую вибрацию называют вибрацией оборотной частоты. Если преобладает синусоида с частотой равной примерно половине частоты вращения, такая вибрация называется низкочастотной. Иногда в сложном спектре колебаний решающую роль играет синусоида с частотой вдвое превышающей частоту вращения. Такая вибрация называется высокочастотной.
3.ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1) Изучить причины возникновения вибрации турбоагрегатов, виды и нормы вибрации, способы их снижения.

2) Ознакомиться с устройством вибрографа ВР-1 (рис. 2) и осуществить с его помощью измерения уровня вибрации подшипника вентилятора.

Рисунок №2


4 ОБРАБОТКА ОПЫТНЫХ ДАННЫХ

1) Обработка виброграммы:

а) определение амплитуды колебания (в мкм): 2А=;

где S-размах колебания, К-коэффициент увеличения вибрографа (К=6);

б) определяем период колебания Т(в секундах), сопоставляя расстояние между вершинами размахов в нескольких местах виброграммы с показанием отметчика времени Т0=1с. За величину периода Т колебания принимают усреднённое значение;

в) определяем частоту колебания f=.

2) Из всех значений S в Табл. 2 внося наибольшее значение, которое сравнивают с величинами, приведёнными в Табл. 1. На основании сравнения оценивают вибрационную надёжность работы вентилятора.

Виброграмма рисунок №3




Таблица №2

Параметр

Числовое значение

Размах колебания S, мкм

900

Двойная амплитуда 2А, мкм

150

Амплитуда А, мкм

75

Средний период колебания Т, с

0,316

Частота колебаний f, Гц

3,16


ВЫВОД: Вибрационное состояние вентилятора превышает удовлетворительный показатель, т.е. является неудовлетворительным.

Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации