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振動臺-多大振動會引起部件疲勞損壞?

日期:2022-07-13 06:19
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摘要:各種形式汽輪發電機組,動靜部件結構形狀復雜多變,其振幅(變形)不是動應力的單值函數,因此只憑振動幅值對這些部件做出疲勞與否的結論,顯然不科學。但從大量機組運行經驗統計總結歸納中,可以得到下列經驗。
一、振動過大的含義

就汽輪發電機軸承振幅而言,平常所說的、實際機組可能發生的振動過大,有以下三種含義:


  • 大于50μm,小于120μm。這是現場較常見的額定轉速下機組振動過大。


  • 大于120μm,小于300μm。這種振動對于額定轉速為3000r/min的機組,在工作轉速下,不能長時間運行。有些機組啟停,通過轉子臨界轉速時都會頻繁發生。


  • 大于300μm。如果振動是低頻的油膜振蕩和分諧波共振,發生在發電機軸承上,短時間內運行不會引起明顯的損壞。但如果是基頻振動,在額定轉速下,會引起重大惡性事故,例如大軸彎曲和軸系破壞事故;如果發生在汽機高壓轉子臨界轉速下,也將會引起彎軸事故;如果發生在轉速較低的發電機轉子臨界轉速下,即使對發電機沒有產生明顯的損傷,但因發電機轉子不平衡會引起汽輪機高壓轉子臨界轉速下振動顯著增大,引發和加重轉軸碰磨,誘發彎軸事故。


上述三種振動分別以振動過大、強烈振動和大振動三個名詞概括。作為討論引起部件疲勞的振動而言,顯然只包括振動過大和強烈振動兩種情況,因為大振動在機組長期運行中不可能存在,這種振動若是基頻,即使發生時間較短,在部件未出現疲勞之前,也會發重大振動事故。


二、振幅值與部件疲勞的關系

由長時間大量的機組運行經驗統計得知,因振動引起的部件疲勞與振幅值有直接關系,其規律有:


  • 機組任何部件,不論其形狀、結構如何,對于工作轉速為3000r/min的機組,振動頻率小于或等于基頻時,軸承或部件三個方向*大振幅小于120um時,在長期運行中這些部件不會發生疲勞損壞。


  • 對于剛度較大的部件,例如軸承座,當某一方向*大振幅超過150um時,在長期運行中與其他部件連接處,將會產生疲勞損壞,例如軸承座固定螺絲、二次灌漿等。


  • 對于剛度較小的一些部件,例如管子與軸承座不直接相連的發電機鏡子端蓋,當某一方向振動超過250um時,長期運行后會使這些部件與剛度大的部件連接處發生疲勞損壞,例如管子與軸承座連接處等。


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