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文檔簡介
中華人民共和國機械行業(yè)標準 j b/ t 6 3 2 0 -9 2 汽輪機動葉片測頻方法 主題內(nèi)容與適用范圍 本標準規(guī)定了汽輪機動葉片靜態(tài)固有頻率( 靜頻) 和葉片在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下固有頻率( 動頻) 測試方法和條 本標準適用于汽輪機動葉片靜頻和動頻的測試。 2 引用標準 j j g 2 6 2通用示波器檢定規(guī)程( 試行) j j g 3 4 9通用電子計數(shù)器檢定規(guī)程( 試行) j j g 1 8 0電子計數(shù)器內(nèi)石英晶 體振蕩 器檢定規(guī)程( 試 行) g b6 5 8 6通用陰極射線示波器 技術條件 g b 1 2 1 8 1低頻信號發(fā)生器通 用技術條件 g b 3 1 4 6 1 頻譜分析 儀通用技術 條件 z b k 5 4 0 1 8汽輪機主要零部件( 轉(zhuǎn)子部分功0 工裝配技術條件 j b 3 0 7 3 . 4 汽輪機用精鍛動葉片 技術條件 3 技米要求 3 , 1 測試儀器 3 . 1 . 1 測試儀器應使用分別符合g b 6 5 8 6 , g b 1 2 1 8 1 和g b 1 1 4 6 1 規(guī)范的示波器、 低頻信號發(fā)生器和頻 譜分析儀,亦可使用精度相當?shù)钠渌鼫y試儀器。 3 . 1 . 2 示波器、計數(shù)器應分別按j j g 2 6 2 , j j g 3 4 9 和 j j g 1 8 0規(guī)程檢定. 3 , 2 靜頻測試 3 . 2 , 1 人員要求 頻率測試人員需經(jīng)過培訓,并定期進行資格審查。 3 . 22 測試條件 3 . 2 . 21 單片葉片測試條件 a所測葉片應經(jīng)檢驗合格。 b 具有可調(diào)節(jié)夾( 頂) 緊力的液 壓泵及液壓系統(tǒng)的防振測試臺, 或相類 似的 其他工作臺 . c . 測頻夾具的設計和加工精度應符合輪緣圖樣 的要求。 d . 葉片裝于葉輪測試時, 按產(chǎn)品圖樣 及工藝要求正確安裝, 葉根緊固程 度應一 致。 e 新設計的調(diào)頻自郵十 片, 應建立樣片和頻 率測試 卡 ( 見附 錄a和附錄b ) , 3 . 2 . 22 成組葉片測試條件 a . 所測葉片 應經(jīng) 檢驗合 格, 并按產(chǎn)品圖樣及工藝要求正確安 裝于葉 輪上。 b . 成組葉片連接件的安裝應符合 產(chǎn)品圖 樣的要求. 緊裝葉片的葉根緊固程 度應一 致。 3 , 2 . 2 . 3 整圈( 網(wǎng)狀) 連接葉片測試條件 機械電子工業(yè)部 1 9 9 2 -0 6 -2 批準 1 9 9 3 -0 1 -0 1實施 j s i t 6 3 2 0 -9 2 a , 整圈 ( 網(wǎng) 狀)連接葉片的各部件應經(jīng)檢 驗合格, 按產(chǎn)品圖樣及工藝要求正確安裝。 b . 緊裝葉片葉根緊固程度應一致。 3 . 2 . 2 . 4 松裝葉片葉 根與葉 輪貼合面可 用粘結(jié)劑正確固定. 3 . 2 . 3 需測定的量 按 產(chǎn)品圖樣的技術要求, 測定需測振型的 頗率值。 3 , 2 . 4 測試方法 3 . 2 - 4 . 1 自振法 自振法系指葉片處于自由衰減振動狀態(tài)下測定其固有頻率的方法。 二自 振法一般用于動葉片( 組) 切向a . 型振動的頻率測 定。 也可用于單片葉片 其他振型 狽率的 測 量與校核。 七 . 激振錘擊方向 應與 被測葉片 的振動方向 一致。 c 測試時, 調(diào)節(jié)信號 發(fā)生器的輸出 頻率, 使示波器的李沙茹圖形為清晰穩(wěn)定的圓或橢圓, 此時, 信 號發(fā)生器的輸出頻率值即為被測葉片的固有頻率。 d . 自振法測試系統(tǒng)如圖 1 所示。 3 . 2 . 4 . 2 共振法 共振法系指葉片處于強迫共振狀態(tài)下測定其固有頻率的方法。 a . 共振法適用于動葉片( 組) 及輪系各種振型 頻率的測定. b . 激振器的安裝 激振 器的安放應能 使產(chǎn)生的激振力與葉片 ( 組) 所需測定的 振動方向 一致, 且不影響葉片 頻率的 正 確測量。 圖1 自 振法測試系統(tǒng) 框圖 c . 頗率的測量 由激振器產(chǎn)生一定的激振力施于被側(cè)葉片,調(diào)節(jié)信號發(fā)生器的輸出狽率,使示波器的李沙茹圖形為 振幅 最大的橢圓; 在此頻 率值附 近進行微調(diào), 若相位演變, 以振幅最大時的信號發(fā)生器的輸出頻率為葉 片 某階 振型的頻率。繼續(xù) 調(diào)節(jié)信號發(fā)生 器輸出 頻率, 可依次測得其他各階振型的頻率。 d . 共振法測試系統(tǒng)如圖2 所示. 3 . 2 . 4 . 3 頻譜分析法 頻譜分 析法系指 使用快速富里葉( f f t ) 分析儀測定 處于自由 衰減振動狀態(tài)下葉 片各階振型固 有孩率 的方法。 a . 頻 譜分析法適用于所有振動型式頻率的測定。 b . 根據(jù)所測振型需 要, 選擇適當 激振錘擊方向 。 c . 測試前, 將頻譜分析儀置于頻域線性譜, 按分辨力適當 選擇 頻率范圍。 必要時可 用細化技術, 以 滿足本標準規(guī)定的測量誤差要求。 a 1 1 j t 6 3 2 0 -9 2 圖2 共振法測試系統(tǒng) 框圖 d , 各階振型頻率的測量 運用 快速變換技 術, 瞬時捕捉頻域線性譜的各階振峰, 一次錘擊葉片可同時測 定各階振型的頻率。 必 要時,可 將圖形數(shù)據(jù)用 繪圖 儀或視頻打印機記錄, 并核對各階振型。 e . 頻譜分析法測試系統(tǒng)如圖3所示。 圖3 頻譜分析法測試系統(tǒng)框圖 3 . 2 . 5 測試 3 . 2 . 5 . 1 單片葉片測試 a . 在測試前, 根據(jù)3 . 2 . 2 . 1 . e 的 規(guī)定按 該型葉片測試卡的內(nèi)容, 用樣片對 測試系 統(tǒng)進 行校核, 至少 重復裝夾測 量三次,使測 得的 頻率值與 樣片的頻率值誤差不大于1 %0 b . 不 建立樣片的首片葉片 頻率測 試參照附錄a進行。 3 . 2 . 5 . 2 成組葉片測試 a . 測試時, 任選一組葉片, 用共振法進行振動試驗。 按3 . 2 . 4 . 2 . c正確測定所需測定振型的頻率, 以此為準,測定其他各葉片組的頻率。 b . 拾振器應置于 較靈敏的 測試平面內(nèi)。 3 . 2 . 5 . 3 整圈( 網(wǎng) 狀) 連接葉片測試 整圈 ( 網(wǎng)狀) 連接葉 片, 需測定以 切向為主帶節(jié)徑振型的 頻率, 所測定的節(jié)徑數(shù)不少于6 . 3 . 2 - 5 . 4 輪系振動測試 輪系振動測試需測定軸向帶節(jié)徑振動 形式的頗率, 所n il 定的節(jié)徑數(shù)不少于6 , 3 . 2 . 6 數(shù)據(jù)記錄格 式 3 . 2 . 6 . 1 單片葉片 頻率數(shù)據(jù)記錄 格式如表i 和表2 3 . 2 . 6 . 2 成組葉片頻率數(shù)據(jù)記錄格式如表 3 和表 4 , 3 . 2 - 6 . 3 整圈 ( 網(wǎng)狀) 、輪系振動葉片頻率數(shù)據(jù)記錄格式如表 5 , j b/ a 6 3 2 0 -s 2 33 動頻測試 3 . 3 . 1 測試準備 3 . 3 . 1 . 1 所有試驗葉片 ( 組)應經(jīng) 檢驗合格, 并按產(chǎn)品圖樣 及工 藝要 求正確安 裝于葉 輪上。 3 . 3 . 1 . 2 ( 試 驗) 葉輪的設計、制造和 裝配應滿足產(chǎn)品圖樣及工藝 要求。 3 . 3 . 1 . 3 葉片連接件應經(jīng)檢驗合格, 并按產(chǎn)品圖樣及 工藝要 求正確裝配。 3 . 3 - 1 . 4 測試前, 應 詳細側(cè)量 ( 或遙測) 葉片 ( 組)的靜 頻。 33 , 2 需測定的量 按產(chǎn)品圖樣及設計要求,測定動葉片需測的動頻和振型。 - 3 . 3 . 3 測試方法 本標準 推薦的測試方法, 按信號傳遞方 式分為 集流環(huán)法和遙測法。 3 . 3 - 3 . 1 基本要求 表1 單片葉片靜頻測試記錄 產(chǎn)品代號出廠編號 安裝電廠_第臺 葉片型號工作溫度 葉根型式測試方法 級別 f ma x h z 葉片只數(shù) f m i n hz 葉身高度 m m 頻率分散度% 轉(zhuǎn)子直徑mm 頻率合格范圍 h z 使用儀表: 測試 審核年_ 月_日 j b / t 6 3 2 0 -9 2 序號葉片編號 預率 hz 質(zhì)量 k g 序號 葉片編號 頻率 hz 質(zhì)量 k g j b/ t 6 3 2 0 -9 2 表3 成組葉片靜頻測試記錄 產(chǎn)品 代號 安裝 電廠 出廠編號 _ 第臺 譏 型 號 工作溫度 葉根型式 測試方法 級別 f ma x hz 葉片只數(shù) f mi n hz 葉身高度m m頻率分散度% 轉(zhuǎn)子直徑mm頻率合格范圍hz 成組情況 使用儀表: 測試審核 年_月_日 j d/ a 6 3 2 0 -9 2 序號葉片組號 成組 葉片數(shù) 頻率 h z 序號葉片組號, 成組 葉片數(shù) 頻率 hz 7 b/ t 6 3 2 0 -9 2 表5 整圈 ( 網(wǎng)狀) 、輪系振動靜頻測試記錄 葉片型號轉(zhuǎn)子直徑m m 葉根型式成組情況 級別連接方式 葉片編號 , 氣 工作溫度 、 葉身高度mm測試方法 使用儀表: 節(jié) 徑 數(shù) 頻率 h z 節(jié) 徑 數(shù) 頻夕 h 11 b 散度小、 d 措施. e, f . 3 . 3 . 3 . 2 測試審核年_ 月 _日 使用壓電晶體片作為動頻測量傳感器時,應對壓電晶體片進行相位標定。 使用電阻應變片作為遙測法測量動頻的傳感器時, 可在阻值為3 5 0 - 1 0 0 0 0 范圍內(nèi) 任選 一種分 靈敏度高的應變片。 傳感器須用 應變 膠按工藝要求粘貼( 固 化) , 并采用薄 鋼片加以 屏蔽保護。 動頻測試所用的引線應采用屏蔽線,所有引線必須固定。在電廠實測時,還應采取防水刷保護 應變膠應能滿足試驗溫度和疲勞強度的要求。 所測頻率值應按葉片工作溫度進行修正。 集流環(huán)法 集 流環(huán)法系指用集流環(huán)將旋轉(zhuǎn)葉片的 振動信號傳 遞給測量儀表測定動 頻的方法。 集流環(huán)法測試系統(tǒng) 如圖4 所示。 j b/ t 6 3 2 0 -9 2 旋 轉(zhuǎn)邵分靜 11 郡分 圖 4 集流環(huán)法測試系統(tǒng)框圖 a . 本標準推薦兩類集流環(huán), 一類是滑環(huán)式集流環(huán), 使用時應正確選用滑環(huán)和碳刷的材料, 結(jié)構(gòu)設計 應合理;另一類是水銀式集流環(huán),使用時應嚴格密封,防止水銀泄漏. b . 測 試時,根據(jù)試驗要求, 激振 源可采用壓電 晶體片、永久磁鐵、交直流電 磁鐵、 壓力氣體、 壓 力液體等. c . 測試時, 必須準確測量轉(zhuǎn)速, 并同時記錄轉(zhuǎn)速信號、 振動信號和葉片工作溫度。 記錄儀記錄速度 的選擇應合理,以 保證測 量精度。 3 . 3 . 3 . 3 遙測法 遙測法系指用貼在葉 片上的傳感器, 將旋轉(zhuǎn)葉片的振動信號通過固 定在旋轉(zhuǎn)部件上的發(fā)射機發(fā)射出 去, 由裝在靜止部件上的接收天線接收后, 再傳遞給測量儀表測定動頻的方法. 遙測 法測試系統(tǒng)如圖5 所 爾. 圖5 遙測 法測試系統(tǒng)框圖 a . 在選擇發(fā)射機時, 發(fā)射機的主要技術 指標信噪比、 靈敏度、 頻 率響 應和溫漂等應滿足動態(tài)測量需 要 . b . 發(fā)射機使用前應進 行測試, 其工作性能必須穩(wěn)定. c . 正確選擇發(fā)射機載頗與發(fā)射天線長 度之間的 關系, 以防止出現(xiàn)死區(qū)。 同時 使用的各發(fā)射機之間的 載波頻率趁 不小于1 . 5 m h z , d . 發(fā) 射機電源可用電池電源或 感應電 源。 使用電池電源時, 應 嚴格控制工作 環(huán)境溫度, 以保證電 池正常工作。 8 8 j b/ t 6 3 2 0 - 9 2 e . 發(fā)射機的 輸出 信號, 通常 用調(diào) 頻接收 機接收. 接收機應滿足靈敏度高、 載波頻率范圍寬、 使用 方 便和性能穩(wěn)定的要求。 3 . 3 . 4 測試 a . 測試時, 改變轉(zhuǎn)速或激振力 頻率, 當 被測葉片( 組) 響 應信號幅 值達到最大時的頻率值即為被測 葉片的動頻值。 b . 根據(jù)所測振型需要, 選擇傳感器粘貼位置, 以判斷 單片 葉片的振型, 并可與靜頻對照作為 參考。 c . 為正確判斷葉片組的振型, 每次試驗至 少應測量兩組有代表 性葉片組的動頻二 試驗時, 根據(jù)所測 振型需要, 選擇傳 感器粘貼位置, 按這些傳感器輸出信號的 相位判斷振 型, 并可與靜頻對照作為參考。 d . 測試時, 應根據(jù)需測的振型, 沿圓周方向?qū)?葉片相應等分, 在等分直徑上的葉片上貼傳感器, 根 據(jù)各被測葉片上傳 感器輸出 信號的相位判斷整圈 ( 網(wǎng)狀)連 接葉 片的 振型, 并可與靜頻對照作為輔助判 定。 。 . 輪系振動試驗方法參照3 . 3 . 4 . d , 3 . 3 . 5 數(shù)據(jù)記錄 銘式 數(shù)據(jù)記錄按 表6 進行, 并應注明 使用儀器和測試方法, 畫出所測得各振型的坎貝( c a m p b e l l ) 圖。 表6 葉片動頻測試記錄 葉片型號 轉(zhuǎn)子直徑mm 葉根型式 成組情況 級別連接方式 葉片編號工作溫度 葉 身高度m m 測試方法 使用儀表: 序號 轉(zhuǎn)速 n r / mi n 頻率 h z 振型 序號 轉(zhuǎn)速 n r / mi n 頻率 h z 振型 測試審核 年 _月_日 4 測最誤差 按本標準進行測量時,測試系統(tǒng)的頻率測量誤差不得大于 1 0 0 , j b/ t 6 3 2 0 -9 2 附錄a 建立樣片的方法 ( 補充件) 本附錄規(guī)定了新設計的調(diào)頻自由 葉片的測試方法及樣片的 選擇。 其他新設計的葉片測試時, 可參照 本附錄規(guī)定的方法校核數(shù)據(jù). a 1 按z b k 5 4 0 1 8 , j b 3 0 7 3 . 4 及產(chǎn)品圖 樣的技術要求, 在檢驗合格的葉片中 選擇1 0 片備測。 a 2 葉片裝于夾具后, 施于一定夾緊力, 以 每1 -5 m p e 遞增進行測量, 直至頻率值不受夾 緊力影響時, 該夾緊力即是樣片的夾緊力。 a 3 用自 振法側(cè)試樣片切向a o 型振動頻率, 且在同 樣的 測試條件下, 用共振法對比測 試, 在修正共振法 附加 質(zhì)量的影響后, 若兩種方法的測試結(jié)果偏差在1 %的范圍內(nèi), 則自 振法測定的頻率即為 該型葉片的切 向a o 型振動頻率值。 a 4 對需測 其他振型頻率的
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