航空航天

航发燃气轮机振动与异响故障诊断

非接触多点测量 + 频谱/边带/调制分析,定位燃气轮机振动异常根源

航空发动机燃气轮机结构复杂、测点众多,振动异常与异响故障定位困难。利用激光多普勒测振仪对燃气轮机 10 个测量点进行非接触振动测量,结合频谱分析、边带与调制信号分析,逐点评估各转子的振动贡献,可准确定位故障根源,为整机排故与状态监测提供数据支撑。

下图汇总了某航发燃气轮机 10 个振动测量点的分析结果。对应低压转子的 124Hz 频率出现在测点 1、3、4、5,但它并非振幅的主贡献;对应高压转子的 210Hz 频率在全部 10 个测点均被检测到,且在大部分测点为主振幅贡献。

此外,210Hz 的边带 157Hz 与 264Hz 出现在测点 1、3、4、5、7、8、10;54Hz 的调制频率及其二次谐波在测点 6 被检测到,因此推测高压转子边带的成因可能与测点 6 附近的异常结构有关。最后,高压转子频率(210Hz)的二次谐波在测点 2、7、8、9 同时被观测到,但其振幅贡献较小。

解决方案的亮点:

10 测点非接触测量:对燃气轮机 10 个测量点逐一进行非接触振动测量;

低压转子 124Hz:出现在测点 1/3/4/5,但非振幅主贡献;

高压转子 210Hz:全部 10 个测点均检测到,为大部分测点的主贡献;

边带与调制定位:210Hz 边带 157Hz/264Hz 出现在测点 1/3/4/5/7/8/10;54Hz 调制及其二次谐波出现在测点 6,怀疑测点 6 附近异常结构导致高压转子边带;

二次谐波:高压转子 210Hz 的二次谐波在测点 2/7/8/9 同时观测到。

航发燃气轮机 10 测点振动分析结果

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