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600MW超超临界低压转子的高速动平衡试验研究


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蠹   蒜  ~ 
中国高新 技术企 业 

6 0 0 MW 超 超 临 界 低 压 转 乎 的 高 速 动  平 衡 试 验 研 究 
文 / 兴 刚 李立 波 李 书新  雒
【 要】 摘  
鉴、 考。 参  
临界 【 键 词 】 超 超 I 低 压 转 子  高 速 动 平 衡  数 据 分 析  关  


本 文 就 60 0 MW 超 超 临 界 汽 轮 机 低 压 转 子 平 衡 数 据 进 行 分 析 , 并 研 究 结 果 及 计 算 方 法 供 同 行 借 



前 言 

被 消除 了。  
B 

高 速 旋 转 机 械 的 转 子 不 平 衡 受 许 多 因 素 影 响 ,也 就 是 说 引 起 振  动 的 原 因 很 多 , 别 是 大 型 的 汽 轮 机 转 子 高 速 动 平 衡 是 一 个 复 杂 的  特 过 程 . 须查 出真 正 的振 动 原 因 才可 能 找 到解 决 方 法 。 必  
二 . 除 刚 性 不 平 衡 量  消
U 

=B—A 

A 

A 

该 试 验 为 低 压 转 子 的 单 转 子 试 验 , 在 高 速 动 平 衡 试 验 台 上 进  行 . 用 高 速 试 验 台 自 带 的 速 度 传 感 器 测 量 瓦 振 . 特 利 公 司 生 产  运 本
的 2 8振 动 测 量 系 统 测 试 轴 振 。升 速 至 5 0p 时 根 据 频 谱 数 据 可 看  0 0 rm

( 2 矢 量 平 衡 三 角 形  图 ) 为 实 现 这 一 目 的 。 子 上 需 加 较 正 量 W 。 此 时 有  转 B —A  O—A  
P   W 

出 , 动 主 要 来 自 1倍 频 , 据 许 多 试 验 研 究 证 明 , 振 力 主 要 来 自 振 根 激  
两 支 承 轴 承 之 间 , 始 不 平 衡 量 过 大 。对 柔 性 转 子 而 言 , 迫 振 动 的  原 强 挠 曲 线 与 转 子 的 一 阶 振 型 接 近 时 。 平 衡 质 量 的 存 在 和 增 加 对 提 高  不
设 : —i A B -一

系 统 的稳 定 性 无 益 。转 子 的一 阶 动 平 衡做 的较 好 的 , 余 的不 平 衡  残
质 量 分 布 对 二 阶 或 二 阶 以 上 的 振 动 作 用 才 比 较 明 显  对 轴 承 系 统 的 

=  

( d称 为 影 响 系 数 ) 即  

稳 定 性 提 高 起 有 益 作 用 。所 以 首 先 在 主 跨 内 加 重 , 好 一 阶 动 平 衡 。 做   该 转 子 电 、 端 加 重 面 共 加 重 5 7克 。 端 残 余 不 平 衡 量 为 10克 . 调 7 电 0  
调 端 残 余 不 平 衡 量 为 2 0克 。 2   三 . 速 动 平 衡  高

则 有 




 

A 





材  I …… ……… ( ) } 1 

低 速 动 平 衡 完 成 后 。 速 至 3 0 rm 。 据 瓦 振 数 据 和 轴 振 数 据  升 0 0p 根
转速  
rm  p
5o o  1o   2o
1 30 5  

如 果 把 矢 量 法 从 单 平 面 、 测 点 扩 展 到 多 平 面 、 测 点 , 式(1) 单 多 则 为 

瓦 振 mm s / 
电端  
8 g3 6 8/5   0 14   ., 2
0. /  5 86 1   1

原 始 振 动 数 据  轴 振 (mi I l )  
电一L  
0O /  .50 04/6   .6 2 4
0. 2, 53 8 3  

轴 振() l I mi I  
调一   L
0 0 /  .5 0 0 0 /  .8 0
0. / 28 49 3  

).t 。 = 6I )……………() [, j 】 z  
式中: }= , , , j( 1 一, )   =  w2…   rj ,… ,N  . . :
— —

调 端 
2 16   3 /3 00 , 7 .22  
0. / 2 32 1 4 

电一  R
0 10 .,  01 , .80  
0. 6/ 21 4 2  

调一   R
0O /  . 50 00 /  . 80
0 7/ 92   1  

校 正 重 量 向 量 列 阵 

2o   o0 2o   5o 2 70 5O 

03/5   -6 1 6 23/7  .7 1 4 36 / 2   .82 7

01/7   .2 1 0 071 3 . /   4 071 3 . /   4

0. ,3   3 37 9 05 50 .6 /  07 / 1 .2 2 

0 1 30 .0 /  0 2 40 .5 /   0 3 40 .3 /  

00 /  05 / 8   .7 1 0 09 ,4   .82 2

02 /  .60 03 ,  .10 05 1 4 ./7  

{ = A ,  ,  (= , …… -N) A}=(】 2 A … AI i l r ,  

2o   7o
2o   8o 2o  9o 3o   O0

1 /8   .2 4 9
15 1 8   .42 8 12 / 9   .52 2 10 , 9   .92 6

06/2   . 11 2
05 / 4   .6 1 5 05 / 5   .3 1 6 05 , 6   .2 1 3

03 /   .60
02 3 0 .8 /  00 7 0 .7 /  0 2 60 .O / 

0 3 80 .0 1  
0 2 30 .8 1   0 2 70 .5 /  0 3 30 .8 1  

04 , 9   .62 7
02 60 - /  0 0 2 80 .5 1   04 / 7   -12 0

05 2 2 ./ 1  
03 /  . 60 05 2 1 ./2   04 2 1 ./4  

_ r— 响 数 矩阵 【   —影 系 逆    
解 式 ( 线性 方 程 组 即 可得 出 乎衡 该 转 子 所需 校 正 量 。 2)  

( )当 M=N 时 , 程 有 唯 一 解 : 1 方  

频 谱 数 据 如 图 
电 端 () l Imi  
转 速 
通 频  05   . x
r m  p

}. _ } = l   [  。
调 端 () l Imi I  
3  x 通 频  0 5   .x
0 1  .1

( 当 M>N 时 , 时 方 程 (2 ) 能 满 足 , 用 最 小 二 乘 法 来 处  2) 此 不 需
3  x

1  X
00   .5

2  x
00   .1

1  X
00  .5

2  x
00  .1

理 , 假 设 各 测 点 所 出 现 的 残 余 振 动 为 X , 于 是 方 程 (2 ) 变 成 :    

5o o 

00   . 9

13   50

13 -  

08    2
05   .7 02   .8 02 . 

02   .1
02   .5 00   .9 00   .3

01 .  
01  .4 00   .1 00   .1

0 8  .1
11  .2 03  .5 07   .2

04   .9
05   .7 02 .   04   .1

02  .1
02  .2 00   .7 01  .4

00  .5
00   .6

jb { - }…… +J   %l ………?3 ()  
当 有 K 次 起 机 , 个 测 点 , 个 校 正 面 时 , 到 一 个 线 性 复 系 数 方  M N 得
程组:  

2 o   13   5o  1 2 0   05   8o .1 3 o   04   O0 .1

00   9

( 学 模 型 )  数 : 由 振 型 数 据 可 以 看 到 , ~ 0 0p 振 动 主 要 来 自 1倍 频 , 频 分  0 3 0 rm 低

量 很 小 . 以 排 除 支 承 刚 度 不 够 、 膜 振 荡 等 因 素 . 3倍 频 分 量 也  可 油 2、 不 大 , 存 在 转 子 弯 曲 和 联 结 部 分 对 中 性 不 好 等 因 素 , 定 激 振 力  不 确 主 要 来 自 转 子 。本 文 计 算 方 法 采 用 影 响 系 数 法 , 谓 影 响 系 数 法 , 所 就 
是 把 矢 量 法 从 单 平 面 、 测 点 扩 展 到 多 平 面 、 测 点  即 用 矢 量 A 表  单 多 示 转 子 在 某 转 速 下 转 子 上 某 测 点 上 的 原 始 振 动 . 量 B为 转 子 加 重  矢 P后 在 同 一 转 速 、 一 测 点 上 的 振 动 。显 然 矢 量 AB为 转 子 上 加 试 重  同 P 的 作 用 。 如 果 能 把 矢 量 A 的 方 向 如 图 ( 方 向 旋 转 0, 将 其 标  B 2) 再 量 放 大 到 与 A 标 量 相 等 , 矢 量 B 就 等 于 零 , 转 子 上 该 点 的 振 动  则 即

式中: 卜一 响应矩阵列阵( {   即残余矩阵列阵)  
从 方 程 ( 中 可 求 出 [ ]  4) a 。 ( 转 9 下 3页 )  



g —  1

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H 蒜  — 
中国高新技 术企业  飞剪 数 据采 集 与 刷 新 :  
飞剪 报 警显 示 ;  

其 中 , 钢 的剪 切 计 算程 序 是 由 传感 器 H 带 MD 触 发 ,  
4 结 束 语 

最 佳 剪 切 长 度 参 数 的 输 入 与 调 整 

数 控 机 械用 数 字 控 制 和 伺 服技 术 替 代 传 统 的 机 械 传 动 机 构 , 促  进 了 传 统 机 械 设 备 的 技 术 进 步 : 化 了 设 备 的 机 械 结 构 , 高 了 设 备  简 提 的 精 度 , 活 性 , 命 和 效 率 。 是 当 前 机 械 设 计 和 制 造 技 术 的 一 个 重  灵 寿 要 发 展 方 向 。 究 各 种 数 控 机 械 的 基 本 控 制 规 律 和 控 制 要 求 , 开 放  研 以

f ) 口 侧 辊 道 主 干 控 制  2人 E辊 道顺 序 控 制及 速 度 切 换 ;  
E辊道 速度 基准 形 成 及输 出 :  

E辊道 故 障诊 断 及 保 护 :  
E辊 道 摆 动 控 制  E辊 道 分 组 控 制 :   辊 道 故 障 报 警 与 显 示 

式 数 控 系统 作 为 数 控 机械 的通 用 控 制平 台。将 会 促进 这 一 技 术 在我 
国 的 发 展 和 广 泛 应 用 。人 口 侧 辊 道 控 制 、 时 检 测 与 通 信 等 , 体 如  实 具 下 并 定 时 向 C U 申 请 中 断 来 完 成 的 。作 为 热 轧 自动 生 产 线 中 的 一 个  P 重 要 组 成 部 分 , 剪 控 制 系 统 的 可 靠 性 与 稳 定 性 对 整 个 生 产 起 着 重  飞 要 的 作 用 。 本 文 介 绍 飞 剪 控 制 的 系 统 结 构 与 组 成 原 理 、 析 了 数 字  分 控 制 器 设 计 与 的 实 现 。实 际 运 行 表 明 , 系 统 工 作 稳 定 可 靠 , 能 良  该 性 好 , 到 了 自 动 线 生 产 设 计 的 要 求 , 效 地 提 高 了 整 个 热 轧 生 产 的  达 有
连续 生 产 能 力 。   ( 者 单位 系 内蒙 古科 技 大学 ) 作  

() 时 通 信 部 分  3实 H MI生 产 过 程 显 示 程 序 :   HMI 数 配 置 与 在 线 修 改 程 序 ; 参  
HMI 据 输 入 /出 程 序 : 数  
HMI实 时 通 信 控 制 程 序 :  

HMI 据 管 理 与 记 录 程 序 : 数  

( 接 9 上 1页 )   如 果 用 ( 示 本 台 影 响 系 数 ) ( 示 同 类 转 子 影 响 系 数 ) 成  表 和 表 组


至此 。 衡结束 。 平  
四 . 论  结

个 近 似 的 影 响 系 数 d , 设 实 际 的 影 响 系 数 为 d    dt假 d。

此 类 型 转 子 在 支 承 刚 度 很 好 , 联 结 中 心 度 良 好 及 不 存 在 轴 弯 曲 

对于某次起机有: +nz面}{} { 【a】 =    } {
我们 最 终 的 目的是 使 :  

…………………… () 5  
f) 6 

的情 况 下 , 动 激振 力 基 本 来 自转 子 本 身 。此 时 在 作 好 一 阶 动 平 衡  振 的基 础 上 , 进行 高 速动 平 衡 , 加 重 面 的选 取 尤 为 关键 , 外 振 动  可 但 另
相 位 也 是 选 取 加 重 面 的 一 个 重 要 依 据 。 以 下 为 根 据 该 转 子 振 动 情 况 
加 重 面选 择 与 相 位 之 间关 系 总结 :   1在 外 伸 端 加 重 ( 、 端 联 轴 器 ) 在 一 阶 临 界 转 速 附 近 振 动 响  . 电 调 ,

( 函’薹   i m 目 数  。 】   标 一j ) 2  
式  中 】1  =荟  N
呸 = l+ :+… … +  N      

应 不 大 , 工 作 转 速 下 可 产 生 较 大 响 应 。 跨 转 子 的 两 个 轴 承 振 动  在 主
效 应 应该 是 同相 。  

为 防 止 大 数 吃 掉 小 数 ,计 算 结 果 严 重 失 真 等 现 象 , 选 择 非 常  d. 重 要 ( 某 一 给 定 值 a O < 一 给 定 值 b) 若 偏 离 实 际 太 多 , 果 也  即 <L 某   , 效
不 会收 敛 。 出现反 复 循 环 的 结果 。 会  

2 在 转 子 主 跨 内 中 间 加 重 面 加 重 , 一 阶 临 界 转 速 附 近 效 果 良  . 在 好 , 在工 作 转 速 或二 阶 临 界 转 速附 近 振 动 响应 不 大 。 但   3在 主 跨 内 两 末 级 叶 轮 加 重 面 加 重 ( 、 端 ) 当 轴 承 自 振 频 率  . 电 调 ,

加 在 根 据 上 述 方 法 计 算 , 终 加 重 值 为 : 端 2 0克 , 端 50 克 , 最 电 9 调 7 中  高 于 转 子 工 作 频 率 时 。 一 阶 平 衡 重 量 。 转 子 一 阶 临 界 转 速 和 工  作转 速下 , 承转 子 的两 个 轴承 振 动 效 应是 同相 。 支   间 加 重 面 4 0克 , 端 联 轴 器 16 克 , 端 联 轴 器 14克 。 3 电 0 调 0   平 衡精 度高 于 合 同要 求 标 准 , 果 为 : 结  
转 速 
r m  p
5   00

最 终 f 格)振 动 数 据  合 瓦 振 mn s J  轴 振 (mi 1 l )  
电端  
2 g/ 00 O 

轴 振 () l 1mi 1  
电一   R 调一L  
n1 0 0/  

( 者 单 位 系 哈尔 滨 汽 轮 机厂 有 限 责任 公 司 ) 作  

调 端 
27 / 9g 0 

电 一  1
nO8 0 , 

调一   R
O. 5 0  1,

O. ,   10

10   20
13   50

01,1 .1   3
11 , 1 . 82  

001 6   . / 0 2
03 / 3   .9 1 8

0 4 /6   .6 2 4
11, .3 3  

0 1 ,  .80
06 / 3   . 28 7

00 ,  .8 0
05,4   .9 3 O

00 ,  . 30
09 / 0   .5 9 2

2o  00
20  50 27  50

02 / 8   .1 1 0
06 , 8   .814 1 42 7 . ,3  2

0O , 4 .921  
01/9   .52 8 02 2   .,7

0 1 40 .5 / 
0 1 40 .5 /  0 2 70 .5 / 

0140 . 5 , 
00 7 0 . /  7 0130 . ,  0

0 1 ,  .5 0
0 3 80 .0 /  0 3 ,  _6 0

00 ,  .80
00 10 .5 ,  00 7 0 7 / 

20  70
20  80

06 , 8   .3 2 8
04 , 9   .4 2 2

0O , 1  .6 l 3
001   . , 0

0 2 ,  .31 0
0 2 ,  .31 0

02 6 0 .O , 
00 10 .5 , 

00 10 .5 , 
o0 f 

0130 . ,  0
0130 . ,  0

20  90 3o  00

04 , 8   .12 8 04 , 8   . 12 8

001   . , 0 001   . , 0

0 1 ,  .5 0 04 1   .1, 0

0 1 ,  .80 02 ,  . 60

0 2 10 .3 ,  0 2 70 .5 / 

0140 . 5 ,  04l ,  . 17



9 —  3


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