基于數(shù)據(jù)融合的渦輪機(jī)葉片振動(dòng)測(cè)量方法研究.pdf

1、渦輪機(jī)械在國(guó)防和工業(yè)生產(chǎn)中作為動(dòng)力設(shè)備，發(fā)揮著極其重要的作用。葉片在渦輪機(jī)械中又是核心部件，常用于能量轉(zhuǎn)換。對(duì)旋轉(zhuǎn)葉片進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)是為了保障旋轉(zhuǎn)設(shè)備能夠安全穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)。葉尖定時(shí)測(cè)量方法是非接觸式葉片振動(dòng)監(jiān)測(cè)方法中一種重要方法。本文主要內(nèi)容如下:
　　1.研究了轉(zhuǎn)速波動(dòng)對(duì)葉尖定時(shí)測(cè)量精度的影響及解決方法，以葉尖定時(shí)測(cè)振法為基礎(chǔ)，引入鍵相插值法解決轉(zhuǎn)速波動(dòng)對(duì)單鍵相渦輪機(jī)葉片振動(dòng)測(cè)量誤差較大的問(wèn)題，同時(shí)對(duì)恒速運(yùn)轉(zhuǎn)下也可自適應(yīng)測(cè)量。通

2、過(guò)建立仿真模型比較在不同波動(dòng)頻率下鍵相插值法與單鍵相法的結(jié)果，結(jié)果表明在波動(dòng)周期較大或波動(dòng)的轉(zhuǎn)速幅值較大等情況下，使用鍵相插值法可提高計(jì)算結(jié)果的精確度。最后在扭轉(zhuǎn)葉片實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果表明鍵相插值法可減小轉(zhuǎn)速波動(dòng)對(duì)葉片振動(dòng)測(cè)量精度的影響。
　　2.詳細(xì)討論了渦輪機(jī)械中易發(fā)生的軸向位移和徑向振動(dòng)對(duì)葉尖定時(shí)法下的葉片振動(dòng)測(cè)量的影響。針對(duì)工程應(yīng)用中常見(jiàn)的扭轉(zhuǎn)葉片，提出了軸向位移對(duì)葉尖到達(dá)傳感器的時(shí)間的修正方法，以減小軸向位移帶來(lái)

3、的影響。通過(guò)監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)子的軸心軌跡，對(duì)轉(zhuǎn)子渦動(dòng)進(jìn)行分解獲得轉(zhuǎn)子的正反進(jìn)動(dòng)，進(jìn)一步分析轉(zhuǎn)子渦動(dòng)對(duì)葉頂線速度的影響，給出了具體的推導(dǎo)公式。通過(guò)扭轉(zhuǎn)葉片實(shí)驗(yàn)臺(tái)驗(yàn)證了軸向位移修正方法的準(zhǔn)確性。轉(zhuǎn)子渦動(dòng)對(duì)葉片線速度的影響可以忽略，但在葉頂?shù)竭_(dá)傳感器的時(shí)間上仍需討論。
　　3.基于葉尖定時(shí)測(cè)振法，提出一種需要較少傳感器又能提高測(cè)量精度的葉片同步振動(dòng)參數(shù)辨識(shí)方法。通過(guò)低轉(zhuǎn)速到高轉(zhuǎn)速運(yùn)行過(guò)程，測(cè)量出葉片振動(dòng)位移隨轉(zhuǎn)頻之間的關(guān)系，根據(jù)擬合算法可以獲得葉

4、片各諧共振點(diǎn)對(duì)應(yīng)的部分振動(dòng)參數(shù)，但無(wú)法獲得葉片振動(dòng)倍頻值。在諧共振點(diǎn)附近處進(jìn)行恒速運(yùn)轉(zhuǎn)，不同位置處的傳感器獲得的振動(dòng)位移可以通過(guò)輔助參數(shù)自回歸法來(lái)獲得各葉片在諧共振點(diǎn)處對(duì)應(yīng)的倍頻值，以辨識(shí)出葉片同步振動(dòng)參數(shù)?；谛碌谋孀R(shí)方法，確定了葉頂傳感器的布置方案，并對(duì)實(shí)際測(cè)量中可能存在的干擾因素進(jìn)行了詳細(xì)的仿真分析，驗(yàn)證了方法的可行性。
　　4.建立了高速直葉片實(shí)驗(yàn)臺(tái)。在實(shí)驗(yàn)研究過(guò)程中，完成了葉片同步振動(dòng)的參數(shù)辨識(shí)，繪制出安裝6個(gè)磁鐵激勵(lì)下