Разработка и совершенствование методов уравновешивания гибких роторов турбин на балансировочных станках

• Автор: Недошивина, Татьяна Анатольевна
• Шифр специальности: 05.04.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 180 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

Перечень сокращений

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Теория балансировки. Балансировка гибких роторов по собственным формам и коэффициентам влияния

1.2. Балансировка на станках. Многоплоскостная балансировка

1.3. Балансировка на РБС. Ограничение количества плоскостей и скоростей балансировки

1.4. Специфика современных роторов и особенности их ремонтов

1.5. Оценка характера распределения неуравновешенности роторов

1.6. Использование методов математического моделирования для исследования динамики роторов
1.7. Выводы и постановка задач исследования
2. ОЦЕНКА ИСХОДНОЙ НЕУРАВНОВЕШЕННОСТИ РОТОРОВ И ИССЛЕДОВАНИЕ ИХ ДИНАМИКИ
2.1. Общие положения
2.2. Оценка начальных дисбалансов, возникающих при изготовлении роторов
2.3. Оценка вносимых начальных дисбалансов при ремонте роторов
2.4. Исследование динамики роторов при наиболее вероятной исходной неуравновешенности
2.5. Выводы
3. РАЗРАБОТКА РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО МЕТОДА НИЗКОЧАСТОТНОЙ БАЛАНСИРОВКИ РОТОРОВ
3.1. Описание программного обеспечения, используемого для исследования динамики роторов
3.2. Основы расчетно-экспериментального метода низкочастотной балансировки гибких роторов
3.3. Методика выбора и оптимизации плоскостей коррекции
3.4. Уточнение методики балансировки гибких роторов системами грузов на низкочастотных станках
3.5. Примеры устранения неуравновешенности различного вида системами грузов, распределенными с учетом собственных форм колебаний ротора
3.5.1. Неуравновешенность в одной плоскости

3.5.2. Неуравновешенность в двух плоскостях
3.5.3. Неуравновешенность в трех плоскостях
3.6. Влияние жесткости опор на вибрационное состояние отбалансированных роторов
3.7. Влияние соединения роторов в валопровод на вибрационное состояние агрегата с отбалансированными роторами
3.8. Выводы ИЗ
4. ОПЫТНАЯ ПРОВЕРКА МЕТОДИКИ БАЛАНСИРОВКИ
Общие положения
4.1.Газотурбинная установка для привода нагнетателя природного газа ГТН-16
4.1.1.Исследование вибрационного состояния турбоагрегата ГТН-16. Ососбенности ротора ОК-ТВД турбоагрегата ГТН-16
4.1.2. Разработка методики балансировки ротора ОК-ТВД ГТН-16. Выбор оптимальных плоскостей коррекции
4.1.3. Приборы и оборудование, используемые при балансировке и измерениях вибрации. Методика проведения измерений вибрации
4.1.4. Результаты использования методики низкочастотной балансировки роторов ТК ГТН-16 в ПТУ “Тюментрансгазремонт”
4.2.Конденсационная турбина К-800-240-5
4.2.1.Исследование вибрационного состояния турбоагрегатов К-800-240-5 Сургутской ГРЭС-2.
4.2.2. Оптимизация методики низкочастотной балансировки роторов низкого давления
4.2.3. Оборудование для балансировки роторов и измерения вибрации турбоагрегата К-800-240-5
4.2.4.Опытная проверка методики балансировки роторов низкого давления К-800-240-5
4.3.Результаты использования методики выбора плоскостей коррекции и низкочастотной балансировки для уравновешивания ротора ОК-ТВД газотурбинного турбоагрегата ГТН-6У 13
4.3.1. Особенности конструкции турбоагрегата ГТН-6У 13
4.3.2. Оборудование и технология, используемые при балансировке на ОАО ТМЗ
4.3.3. Выбор плоскостей коррекции. Разработка методики балансировки ротора ОК-ТВД газотурбинного агрегата ГТН-6У и результаты ее использования
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение 1
Приложение 2
Приложение 3

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ
АЧХ - амплитудно-частотная характеристика ВЧБ - высокочастотная балансировка НЧБ - низкочастотная балансировка
ОАО “ТМЗ” - Открытое акционерное общество “Турбомоторный завод” ООО “ТТГ” - общество с ограниченной ответственностью “Тюментрансгаз”
РБС - разгонно-балансировочный стенд РВД - ротор высокого давления
Ротор ОК-ТВД - ротор осевого компрессора - турбины высокого давления Ротор НД-2 - ротор цилиндра низкого давления № 2;
РИД - ротор низкого давления РСД - ротор среднего давления
ПТУ “ТТГР” - производственно-техническое управление “Тюментрансгазремонт”;
ЦВД - цилиндр высокого давления ЦСД - цилиндр среднего давления ЦНД - цилиндр низкого давления

1.4. Специфика современных роторов и особенности их ремонтов
Одной из наиболее ответственных деталей турбомашины, на которую действует крутящий момент, изгибающий момент от собственного веса и веса, насаженных на него деталей, силы неуравновешенного давления потока вдоль оси, является ротор. Технологическое и конструктивное исполнение роторов турбомашин определяется типом турбомашины, условиями ее работы (температурой, давлением рабочей среды, окружными скоростями), а также возможностями завода-изготовителя.
По технологическому признаку роторы делятся на следующие типы: цельнокованые, сборные, с насадными дисками, сварные, стяжные [11, 86, 90].
По своим упруго-деформативным свойствам все роторы можно разделить на жесткие и гибкие.
С точки зрения балансировки ротор называется жестким, если его можно отбалансировать в любых двух произвольно выбранных плоскостях и после такой коррекции влияние остаточного дисбаланса не будет изменяться при любой частоте вращения, а также при любых нормальных режимах эксплуатации [74].
Колебания гибких роторов качественно отличаются от колебаний жестких, что выражается в изменении формы упругой линии вала при вращении на разных скоростях, в появлении упругого прогиба ротора под влиянием неуравновешенности и балансировочных грузов, в различном эффекте воздействия пробных грузов, установленных в одних и тех же местах в зависимости от характера и распределения неуравновешенности вдоль ротора и в существенном влиянии податливости и массы опор.
В отличие от жесткого ротора гибкий, будучи уравновешен на одной частоте вращения, может оказаться неуравновешенным на других. При балансировке таких роторов одним из определяющих ее успешность факторов является правильность оценки характера и расположения дисбаланса вдоль оси ротора. Если устранение дисбаланса произвести в месте его существования, то