南京聚航簡(jiǎn)單介紹振動(dòng)時(shí)效技術(shù)在水電站岔管消應(yīng)力上的實(shí)施方案及步驟。
南門峽電站位于紅河州金平縣金水河下游段，總裝機(jī)容量2×1.2萬(wàn)千瓦，為引水式水電站，設(shè)計(jì)水頭200m，一管二機(jī)布置，壓力鋼管出口處的鋼岔管為丫形岔管，岔管采用16MnR鋼板卷拼焊接成型，焊條采用E5015。岔管壁厚34mm，月牙肋厚度60mm，材質(zhì)為16MnR，分岔角120，岔管總重10t，主管直徑1.8m，支管直徑1m。
水電站岔管振動(dòng)時(shí)效實(shí)施方案：
金平南門峽電站岔管的*大外形尺寸為2m×4m。所用鋼材σa=550MPa，岔管的制作工作在開遠(yuǎn)電力修造廠完成。根據(jù)振動(dòng)時(shí)效的要求，受振工件應(yīng)放置在彈性支撐上，并且支撐點(diǎn)處于工件受迫振動(dòng)的節(jié)線處。具體方案是在6m×6m的工作平臺(tái)上用型鋼將支撐接起來(lái)（平臺(tái)重約30t），離開工作平臺(tái)高度為100mm，將所有的支撐物與岔管之間用厚度50mm的橡膠墊層隔開，確定岔管與原支撐脫離剛性連接，并在振動(dòng)時(shí)效過(guò)程中不再對(duì)支撐位置進(jìn)行調(diào)整。同時(shí)，為了解決岔管在振動(dòng)時(shí)效時(shí)可能發(fā)生的位移，距岔管管口位置10mm采用擋板限位。
水電站岔管振動(dòng)時(shí)效實(shí)施方案的步驟：
1）確定激振點(diǎn)、拾振點(diǎn)位置。根據(jù)機(jī)械振動(dòng)理論，分析判斷構(gòu)件可能的共振頻率及構(gòu)件在激振頻率范圍內(nèi)可能出現(xiàn)的振型，在此基礎(chǔ)上，選擇激振設(shè)備的頻率范圍。確定支撐點(diǎn)、激振點(diǎn)、拾振點(diǎn)等位置。支撐點(diǎn)選擇在波節(jié)處(工件在自由振動(dòng)時(shí)振幅*小處)或附近，激振點(diǎn)選擇在被振工件的波峰處(工件在自由振動(dòng)時(shí)振幅*大處)或附近，拾振器應(yīng)固定在遠(yuǎn)離激振器且能反映主振頻率振型*大振幅處或附近，其方向應(yīng)與振動(dòng)方向一致。
經(jīng)計(jì)算分析，岔管的諧振頻率估計(jì)在1500~3000r/min左右，振型為彎扭振型，節(jié)點(diǎn)在岔管橫截面時(shí)鐘位置5點(diǎn)、7點(diǎn)附近，波峰在岔管頂部，根據(jù)以上分析，選用1000~4000r/min的激振設(shè)備應(yīng)能激起工件的諧振響應(yīng)。激振點(diǎn)選擇在岔管頂面加勁環(huán)上以便于裝卡，同時(shí)又易于引起諧振響應(yīng)。初步確定在岔管*大直徑處周圍的二個(gè)加勁環(huán)上各設(shè)一個(gè)激振點(diǎn)，并根據(jù)時(shí)效效果對(duì)激振點(diǎn)有所增減或變更位置。拾振器放在岔管頂部距激振點(diǎn)約200~500mm處。
2）安裝激振器及拾振器：將激振器底座與鋼岔管頂部加勁環(huán)剛性連接，并用專用卡具卡緊。接觸面要良好，然后將偏心調(diào)到1檔，連接好激振器與控制器之間的連線。拾振器放在岔管頂部距激振點(diǎn)約200~500mm并有明顯振感的地方，連接好加速度信號(hào)線。
3）試振：根據(jù)估計(jì)的諧振頻率。將*高轉(zhuǎn)速設(shè)為3000r/rain，偏心檔暫選定在1檔，時(shí)效時(shí)間設(shè)為2~3min，開始試振，激振器由1500r/min開始掃頻，看一階、二階、三階諧振頻率 及位移幅各為多少，設(shè)備自動(dòng)選擇電流和加速度值*大時(shí)相對(duì) 應(yīng)的諧振頻率為主振頻率。在以主振頻率激振時(shí)，工件會(huì)發(fā)出 較大的嗡嗡聲，此時(shí)往岔管上撒一些沙子，沙子會(huì)劇烈的跳動(dòng)，沙子聚攏處為波節(jié)，反之為波峰。也可通過(guò)變化拾振器的位置來(lái)檢測(cè)波峰、波節(jié)位置，根據(jù)試振情況對(duì)激振點(diǎn)和拾振點(diǎn)的位置加以調(diào)整，使之更為合理。
4）正式振動(dòng)。在試振的基礎(chǔ)上確定正式振動(dòng)時(shí)的時(shí)效參數(shù)，如主振頻率、時(shí)效階數(shù)、*高轉(zhuǎn)速、時(shí)效時(shí)間、偏心擋位等。主振頻率可從試振時(shí)的掃頻曲線得知；時(shí)效階數(shù)一般選一階和二階，如果二階諧振時(shí)的振幅較小，則只選一階諧振；*高轉(zhuǎn)速應(yīng)高于諧振頻率100~300r/min；時(shí)效時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，因?yàn)椋谝灾髡耦l率開始振動(dòng)后的3~5min內(nèi)，時(shí)間一振幅曲線變化明顯，之后則逐漸變平(變化很小)。一般情況下，時(shí)間一振幅曲線變平后的5~10min內(nèi)應(yīng)結(jié)束振動(dòng)，因此每次振動(dòng)時(shí)間以不超過(guò)15min為宜；在*一次正式振動(dòng)時(shí)，偏心擋位可選取較低的擋位(1~2擋)，以較小的動(dòng)應(yīng)力來(lái)消除高值殘余應(yīng)力，然后逐級(jí)調(diào)高擋位。
5）振動(dòng)參數(shù)記錄：在正式振動(dòng)時(shí)，應(yīng)記錄有關(guān)參數(shù)并打印出測(cè)試曲線及數(shù)據(jù)。
