Les techniques traditionnelles de mesure des vibrations, telles que l’utilisation d’accéléromètres, ne peuvent pas être appliquées directement aux pales dans ces essais particuliers en raison de l’augmentation du poids de la lame, ainsi que de la complexité du système rotatif.
Le poids supplémentaire peut entraîner des déviations dans les formes de mode vibratoire de la lame et un déséquilibre de rotation.
Une approche alternative, employée par les ingénieurs d’essais mécaniques du groupe SimuTech, est l’utilisation de jauges de contrainte.
Sur le terrain, des jauges de contrainte et des thermocouples sont fixés aux pales pour mesurer la déformation et la température dynamiques lorsque les lames tournent et vibrent.
Les jauges sont connectées à un système de radiotélémétrie qui transmet les signaux de l’arbre rotatif à un système d’acquisition de données stationnaire. Une variété de systèmes d’excitation, y compris des jets d’air, d’huile et de vapeur, et des aimants électriques sont utilisés pour stimuler les vibrations des lames rotatives.
Démonstration d’équipement produite par SimuTech Group à Rochester, NY
Dans cette vidéo, nos ingénieurs démontrent la télémétrie de la jauge de contrainte sur un modèle de disque rotatif, conçu pour simuler les vibrations des disques d’aubes de turbine réels.
Il s’agit du dispositif de démonstration Campbell Wheel, développé chez Technologie de Stress, nommé en l’honneur de Wilfred Campbell de General Electric, qui a été le pionnier de l’étude des vibrations des disques à lames.
Un disque à lame simulé avec bande de couverture est entraîné par un moteur à courant continu capable de maintenir un contrôle précis de la vitesse. Un seul jet d’air dirige une force axiale contre la bande de couverture de la roue en caoutchouc. Ce jet d’air est analogue au jet de vapeur rétractable généralement utilisé dans les essais de télémétrie des turbines réelles.
Pour identifier les fréquences du mode vitesse, un ensemble de disque de lame flexible peut être simulé par une roue en caoutchouc.
Toutes les caractéristiques vibratoires des deux systèmes sont similaires. Cependant, les amplitudes de la vibration de la roue en caoutchouc sont considérablement plus grandes que le disque d’acier. C’est un avantage de la roue en caoutchouc qui permet la visualisation de la vibration. Pour démontrer le processus de télémétrie de la jauge de contrainte, une jauge de contrainte a été fixée à la roue en caoutchouc et un émetteur a été placé sur le rotor.
Le capteur sur le disque rotatif produit un signal de contrainte analogique sur l’oscilloscope. Le jet d’air exerce une force sur le disque en rotation à un endroit par tour. Ceci est analogue à la procédure utilisée dans les essais de télémétrie à grande échelle des turbines. À certaines vitesses de roue critiques, la résonance du disque à lame se produira.
Mesurer les fréquences naturelles et les formes de mode des rangées de pales de turbine en rotation (godet).
Déterminez les fréquences naturelles et les formes de mode d’un train rotor lorsqu’il se tord autour de l’axe de rotation.
Identifier la cause première des problèmes de bruit et de vibration dans les machines via ODS, spectral, suivi des commandes ou l’analyse conjointe de la fréquence du temps.
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