文档介绍:水力机组的振动分析
根据干扰力的不同形式,机组振动可分为机械振动、水力振动和电磁 振动三类。
一、机械因素引起的振动 机械振动的干扰力源是机组的机械部分,主要有以下几个方面:
1、转子的弓状回旋和共振 当转子失衡时,由于离心力的作用,水力机组的振动分析
根据干扰力的不同形式,机组振动可分为机械振动、水力振动和电磁 振动三类。
一、机械因素引起的振动 机械振动的干扰力源是机组的机械部分,主要有以下几个方面:
1、转子的弓状回旋和共振 当转子失衡时,由于离心力的作用,将使转子产生所谓“弓状回旋”, 随着转动角速度的升高,挠度也相应增大,当角速度接近临界转速时,挠 度剧烈增大生产共振。在转速下降时,振动又下降。所以一般大、中型水 力机组在设计时都保证机组的临界转速在于可能的最大飞逸2速0%,以避 免共振,对于高速的小型机组则有可能出现共振现象。
2、机组转子的振摆 转子的振摆主要在推力轴承处产生其,产生的原因是机组转子总轴向 力P不通过推力轴承中心,使推力轴承生产产均衡变形。
a
由于总轴向力P (主要是轴向水推力不通过推力轴承中心,就生产
a
一个偏心力矩,使推力轴承各支柱受力不均匀,随着转子的旋转,偏心矩 也同时旋转。每个支柱的受呼是脉动力,其脉动频率与转速频率相同,从 而产生推力轴承各支柱的的轴向振动,转子也就随之生产振摆。
3、转轴抖动
在运行中,使机组发生故障的一种干摩擦情况就,是所谓转轴“抖动”。 这种情况是由于导轴承间隙过大而润滑又不足所引起的。
综上所述,产生机械振动的主要原因有:
机组转动部分的动不平衡或静不平衡;
机组轴线由于折弯而生产的倾斜;
由于找正不正确,轴被轴承夹紧;
在迷宫环中发生碰擦;
导轴承总间隙大于允许值,轴瓦过大的间隙安装在轴承体中;
橡胶轴承的橡胶瓦弹性变形过大。
机组转速接近临界转速。
二、振动的水力因素
1、卡门涡列 流体流过一个圆柱形物体(或一般的不良绕流体)时,在物体后面就 会沿着两条互相平行的直线产生一系列相隔一定的单涡这,一系列单涡称 之为卡门涡列。各个单涡以相向旋转的形式交替在物体两后侧释放出来 在圆柱体上引起垂直于流线的交变侧向力,因而使圆柱生产同期性的振 动。
生产了作用在叶片上的交变作用力当,这些作用力的频率和叶片自振 频率接近时,就引起共振。
卡门涡列的振动频率跟水轮机的工况由w反映出来)和叶片出水边 厚度有关。机组在一定水头和导叶开度下运行时其,涡振频率有可能与叶 片自振频率相同,此时叶片就会剧烈振动起来而使叶片生产疲劳裂纹。
2、狭缝射流 在转轮旋转过程中,转轮室壁的某一部分在叶片到达的瞬间处于低 压,而在叶片离去后又处于高压。形成了对转轮室壁相应部位周期性的压 力波动,从而产生振动,导致疲劳破坏,对具有可拆卸段结构的转轮室 这种破坏的后果更为严重。
3、水力不平衡
例如:由于转轮加工质量不好、叶片开口和导水叶开度不一致,引起
水流的不对称;转轮上冠、下环的偏心和摆度,引起迷宫环间隙的不对称 或因为蜗