ANSYS 轉子 動平衡的案例
某60Hz汽輪機轉子高速動平衡試驗研究
摘要
針對目前150MW容量60Hz機組高中壓轉子的高速動平衡試驗進行了研究，采用基于有限元的轉子軸承動力學軟件DyRoBeS建立了轉子-軸承-擺架系統模型，在進行無阻尼臨界轉速及振型分析的基礎上，結合模態振型平衡和影響系數平衡的特點，根據轉子實測不平衡振動形式，合理選擇平衡校正面和加重形式。最后，通過高速動平衡試驗驗證表明，該方法能有效減少啟停機次數，節約平衡費用，同時可為這類國產小容量60Hz汽輪機組轉子高速動平衡提供技術參考和經驗借鑒。
0．引言
隨著目前我國電力市場的日趨飽和，國內許多大型電力設備制造企業都將目標投向了國外市場，由于各個國家電網頻率的不同，有些國外機組的頻率采用60Hz，其工作轉速為3600r/min，與我國3000r/min工作轉速下的汽輪機轉子完全不同。由于工作轉速的提升，其轉子的動力學特性變得更加復雜，以至于在制造廠內進行高速動平衡時就不能完全照搬以往的平衡工藝和方法，這勢必給轉子高速動平衡工作人員帶來新的挑戰和難度。
本文以國外某電廠容量為150MW的60Hz機組高中壓轉子的高速動平衡為實例進行分析，在采用常規影響系數高速動平衡的過程中，由于國內缺乏平衡該類型轉子可供借鑒的經驗，故在實施高速動平衡的過程中遇到了很多困難，多次啟停機仍然不能把轉子振動降低到合格平衡要求以內。
展開 ANSYS WORKBENCH中關于轉子動力學的新功能介紹-不平衡響應
不平衡響應分析在轉子動力學特性分析中非常重要，它提供給我們兩個信息，一個是峰值轉速的大小，也稱作臨界轉速，另一個信息是過臨界時轉子-軸承系統響應。
對于基于一維梁單元的轉子-軸承系統不平衡響應，在ANSYS WORKBENCH中一般是使用Harmonic Response模塊進行的。不平衡量是通過施加Rotating Force來實現的。當選擇打開科氏效應（coriolic effect)時，在分析設置中一般選用solution method:full進行計算分析。
對于基于二維軸對稱諧波單元的轉子-軸承系統不平衡響應來說，同樣使用的是Harmonic Response模塊進行的。不同的是需要在Model下插入symmetry,如同在計算臨界轉速時的設置一樣，見圖1和圖2.
圖1 諧響應分析中插入symmetry
圖2 設置general axisymmetry參數
和基于一維梁單元的轉子-軸承不平衡響應中一樣，不平衡量是通過插入rotating force來實現的，見圖3.
圖3 不平衡量施加
完成以上設置后就可進行不平衡響應計算，后續可查看頻率響應曲線，見圖4.
圖4 頻率響應曲線
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