[发明专利]一种立式水轮发电机导轴承支架振动特性评估系统及方法

权利要求书

1.一种立式水轮发电机导轴承支架振动特性评估系统，其特征在于，包括三维建模软件，有限元分析软件，模态测试分析单元，振动监测单元和导轴承支架，所述的三维建模软件负责建立导轴承支架的三维几何模型；在此模型基础上导入有限元分析软件，对被试品1建模、划分网格、给定边界条件、调试并计算。

2.根据权利要求1所述的一种立式水轮发电机导轴承支架振动特性评估系统，其特征在于，所述的模态测试分析单元包括被试品(1)、被试品支臂(2)、加速度传感器(3)、激励力锤(4)、CRAS振动及动态信号采集分析仪(5)、包含模态分析软件的计算机(6)、数据传输线(7)；

所述的被试品(1)水平自然放置，被试品(1)上设置有被试品支臂(2)，被试品支臂(2)上均匀布置有加速度传感器(3)，加速度传感器(3)通过数据传输线(7)连接模态分析仪(5)的输入端，模态分析仪(5)的输出端连接在计算机(6)的输入端，被试品1通过力锤(4)敲击，力锤(4)上设置有力传感器，力传感器通过数据线(7)连接模态分析仪(5)的输入端。

3.根据权利要求1所述的一种立式水轮发电机导轴承支架振动特性评估系统，其特征在于，所述的振动监测单元用于导轴承支架的动态振动监测和录波，振动监测单元包括：测试探头、数据线、计算机、监控软件和存储设备，测试探头布置在导轴承支架的测点上，测试探头测得的关于测点振动情况的电信号通过数据线传输到计算机，经监控软件分析后存储到存储设备。

4.基于权利要求1所述的一种立式水轮发电机导轴承支架振动特性评估系统的方法，包括以下步骤；

1)收集各机组资料，

2)构建导轴承支架系统的真机模型，进行模态分析预判，

3)试验获得真机实测振型、刚度系数、阻尼比，

4)根据实测数据，优化真机模型，提取各阶模态频率及振型，

5)监测并录取不同状态下的导轴承支架振动数据，

6)结合监测到的导轴承支架振动数据，对水轮发电机导轴承支架的振动特性进行综合性评估。

5.根据权利要求4所述的一种立式水轮发电机导轴承支架振动特性评估方法，所述的步骤1)的具体操作过程为：

收集导轴承支架的几何尺寸、连接方式、材质、发电机转速和电气参数等资料。

6.根据权利要求4所述的一种立式水轮发电机导轴承支架振动特性评估方法，所述的步骤2)的具体操作过程为：

21)使用三维建模软件根据导轴承支架的外形建立被试品的三维几何模型；

22)在三维模型中导入有限元分析软件；

23)按照真机参数建模，分别给定各部位材料密度，杨氏模量等物理参数；

24)导轴承支架模型按照材料划分各部位网格，给定重力加速度；

25)建模时根据支架类型选取单元体，将轴承基座和机架的末端轴承孔处添加刚性不动特征；

26)根据同类型机组经验选择一组参数进行模态分析预判，选取该机型的激振响应点。

7.根据权利要求4所述的一种立式水轮发电机导轴承支架振动特性评估方法，所述的步骤3)还包括以下步骤：

31)被试品1水平自然放置，用辅助工具对被试品支臂2均匀等分并标记加速度传感器3的位置；

32)支臂2上均匀布置加速度传感器3，加速度传感器3通过数据传输线7连接模态分析仪5的输入端，模态分析仪5的输出端连接在计算机6的输入端，用于敲击被试品的力锤4上设有力传感器，力传感器通过数据线7连接模态分析仪5的输入端；

33)加速度传感器3布置到位后，用激励力锤4敲击支臂2的一个位置或者多个位置，各加速度传感器将力锤4敲击信号转换为电信号，并将电信号送入模态分析仪5；

34)模态分析仪5将所述的电信号经过放大、滤波以及对应的模态提取后送入计算机6；

35)计算机中的模态分析软件根据所述的信号分析每一个模态都有特定的固有频率、阻尼比和模态振型最终识别出的系统模态参数。