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时间:2019-11-27
《燃气轮机刷丝与平衡盘碰摩的振动故障诊断》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第40卷第1期2014年2月航空发动机AeroengineV01.40No.1Feb.2014燃气轮机刷丝与平衡盘碰摩的振动故障诊断葛向东,张德平,张东明,张开阔(中航工业沈阳发动机设计研究所,沈阳110015)摘要:针对某型航改燃气轮机压气机机匣振动超限故障,通过时频和振动幅值趋势分析,结合分解检查结果进行了试验验证,发现平衡盘端面与刷环刷丝之间发生碰摩为根本原因,碰摩形式与传统涡轮叶尖与外环块之间的碰摩形式截然不同。通过定性分析发现,激振力主要通过低压涡轮输出轴传递,且因受№1支点的“杠杆”作用,
2、对振动响应进行了放大;碰摩产生的激振力大小主要与引气量和二者间隙相关,刷环刷丝的表面刚性是随引气量变化的变刚度过程,分析了在燃气轮机动力涡轮转速稳定后,压气机动力涡轮基频幅值随燃气发生器转速提高而继续增大的原因,最后得到力学模型和运动方程。关键词:振动超限;压气机机匣;碰摩;刷丝;平衡盘;燃气轮机;变刚度中图分类号:V23.1文献标识码:Adoi:10.13477/j.cnki.aeroengine.2014.01.003VibrationFailureDiagnoseofFractionbetwee
3、nGasTurbineBrushandBalancePlateGEXJang—dong,ZHANGDe—ping,ZHANGDong—ming,ZHANGKai—kuo(AVICShenyangEngineDesignandResearchInstitute,Shengyang110015,China)Abstract:Aimingatvibrationtransmittingfailureofcompressorcasingforanaero-derivativeturbine,theexperim
4、entwasverifiedwithdecompositioninspectionbyanalyzingthetime-frequencyandvibrationamplitude.Thevibrationisthefundamentalreasonbetweenthebalanceplateandbrush,whichisdifferentfromthevibrationbetweenthebladetipandexternalring.Thequalitativeanalysisfoundthat
5、thevibratingforceistransferredthroughthelowgasturbineshmwhichmagnifiedthevibrationresponsebyNolpivot.Thevibrationforceisassociatedwiththeleadinggasquantityandthoseclearance,andtherigidityofbrushisachangingcoursealongwithleadinggasquantity.Aftergasturbin
6、elowcompressorrotatespeedstabilize,itwasexplainedthatvibrationmagnitudeoflowcompressorrotorbasedfrequencycontinuedtogethighalongwithhighcompressorrotatespeedheighten,anditdescribesdynamicmodelandmovementequationfinally.Keywords:vibrationtransmitting;com
7、pressorcasing;fraction;brush;balanceplate;gasturbine;instabilityrigidityO引言航空发动机整机振动参数能反映其健康状况,是设计、加工、平衡及装配各环节质量的综合反映。先进航空发动机结构复杂,且具有高转速、双转子、高温高压等特点,不同振动故障模式特征信号可能表现为相同现象,给故障诊断带来很大困难;夕h加传统故障模式思维根深蒂固,对新故障、新形式的振动故障模式识别更加困难。碰摩是发动机常见的振动故障模式,多发生于转、静子之间,且为“硬碰
8、硬”模式,相当数量发动机经过短时间磨合整机振动水平未见减弱,其特征一般表现为涡轮截面振动测点幅值较大,时域信号存在削波,频谱成分主要以高压转子转速基频为主,两侧伴有40~60Hz边频带,同时存在转子倍频谐波成分。本文针对某型航改燃气轮机刷环刷丝与平衡盘端面之间的碰摩导致的压气机机匣振动超限故障进行分析,其特征信号及碰摩模式与常见的涡轮叶尖与外环块间碰摩截然不同,并对故障机理进行阐述。1故障现象当某型燃气轮机常规可靠性试验进行至300h收稿日期:2013—
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