叶片振动测量系统的行业须知

BVMS可用于旋转叶片同步、异步振动监测，也可用于FOD、HCF、LCF、叶片裂纹、转子喘振颤振等转子监测和故障分析。系统还可用于传动轴旋转扭矩、扭振的非接触测量。

非接触叶片振动测量产品和技术目前已被广泛应用于航空发动机、压缩机、鼓风机、燃气轮机、直升机、汽轮机等旋转机械的试验研究、状态监测、故障诊断和健康管理。

涡轮工作叶片的振动特性分析

本例以分析涡轮叶片的固有振动特性为主，忽略阻尼的作用，故为对无阻尼自由振动系统的分析研究。

涡轮工作叶片是燃气轮机中重要的零部件之一，在高温高压下，承受离心力和气动力,以及振动、腐蚀、氧化等作用，工作环境十分恶劣，因此叶片故障时有发生，约占燃气轮机事故的40％以上 ，造成的损失也往往占燃气轮机事故损失的一半左右。从这个意义上说，一台燃气轮机性能的好坏取决于叶片设计的合理与否。目前，通过加长叶片(增大流通面积)，和提高机组转速(增大叶片承受能力)来满足发电及各种动力装置容量的急速扩大，是可行且普遍的方法。这不仅导致叶片的工作应力增大，更为重要的是，还会导致叶片在其工作转速的范围内发生共振从而产生故障，高周疲劳的可靠性也因而降低。因此，对叶片的振动特性进行分析研究，以确保其在发动机工作转速范围内不发生共振并提高其高周疲劳的可靠性是非常重要的。非接触叶片振动测量产品和技术目前已被广泛应用于航空发动机、压缩机、鼓风机、燃气轮机、直升机、汽轮机等旋转机械的试验研究、状态监测、故障诊断和健康管理。研究叶片固有振动特性以排除叶片故障，提高可靠性，一直是燃气轮机设计、生产和使用中十分关注的问题。

振动的叶片对刀具切削刃施加了巨大的应变，造成裂纹，并且随机械和热应力而增加。制造整体叶盘所必需的组件成本在3.3万~8万美元之间，而且刀具因磨损和裂纹需不断更换。通常，在切削仅4米的材料就需要换刀。夹紧系统的初始实验表明刀具使用时间可以增加2~3倍。夹紧系统终结叶片振动削减了制造成本，大约每个整体叶盘5500美元。在修理中，叶片不能从材料中一件一件铣削出来，因为所有叶片都已经在那里。因此，如果它们的刃出现了磨损，制造商使用激光金属沉积重新熔覆材料，之后铣削成想要的外形。工人可以尝试使用夹紧器或橡胶将叶片夹持到位，但是不太可能很好地再调准好它们。因此，工件之后必须重新测量，而且十分费时，夹紧系统就可以起到帮助。夹紧系统将叶片夹持在一个固定位置，可以解决这个挑战。叶片几秒种就被固定在位置上，能够立即进行加工。为了避免这个问题，制造商不会完整铣削每个叶片，而是单独加工叶片的外刃到成品形状然后转到下一个。该工艺与新整体叶盘工艺稍有不同，因为夹紧系统的元件排列在一个圆圈上，同时夹持所有叶片。它不会改变整体叶盘的几何外形，哪怕一微米也不会。