上海2023年8月25日 /美通社/ -- 從裝備質量重達數百噸的汽輪機到運行轉速高達數萬轉的航空發動機，旋轉機械深刻地影響著現代生活。申克DH系列高速動平衡設備，作為旋轉機械生產的最后一個環節，為轉子的精確平衡提供了依據和參考。除常規的保養維護項目以外，還需對測量系統和擺架進行必要的激振以及試驗模態測試，以確保設備的力學性能和測量系統運行正常。Q系列測試系統正是為這一需求而設計。
DH產品圖
什么是激振測試？
激振器是經過計量、可以產生大小可計算振動的振源，周期性施加于擺架可以檢驗測量系統的工作情況。平衡機擺架在出廠前均接受過嚴格檢測，但在長途運輸、機電安裝等環節中仍有可能產生導致測量鏈路問題。
而且經年累月的使用，擺架的機械剛度會產生不可逆的變化，導致設備的最終讀數不再準確，進而影響平衡效率。通過激振測試，可以調校測量系統，使讀數與實際結果盡可能接近。
激振測試可以檢驗測試從傳感器、濾波設備到測量終端整個測量鏈路是否完好，還可以調校測量系統，使讀數與實際結果盡可能接近。
什么是試驗模態測試？
若要進一步了解擺架的力學性能，單憑激振測試不能完全滿足，此時還需要開展模態測試。模態就是模擬結構固有的動態特性，如固有頻率、剛度、振型等特性。運用模態分析，可以幫助我們評價現有結構系統的動態特性。模態分析可分為：數值模態分析、試驗模態分析、運行模態分析等。
上圖展示了某薄片1至4階的模態
區別于建立模型繼而進行有限元分析的數值模態分析，試驗模態分析只需在測試臺搭建激勵系統、響應測試系統以及信號分析系統，就可在終端擬合出系統的固有動態特性，可以針對性的了解擺架在實際使用過程中的相關情況。使用不同的激勵方式來可滿足不同的測試需求，常見的激勵類型包括穩態激勵、瞬態激勵和隨機激勵。
上圖展示了不同形態的激勵及常見的實例
擺架在激勵下振動起來，通過傳感器搜集振動信號，加以分析我們便能了解到擺架的一些力學特性。
為什么需要使用Q系統進行測試？
Q系統是申克為檢測DH系列高速動平衡擺架，開展試驗模態測試專門開發的測試套件。它采用特殊設計，可方便快捷地完成測試臺的搭建和進行測試，節約停機時間。其測試使用的器材、傳感器等均經過DAKKS 校準實驗室認證，測試結果更具可靠性。
Q系統測試
相對于普通激振測試，Q系統配備了可以進行擺架敲擊測試和動剛度測試的儀器。通過敲擊產生的沖擊激勵，測量擺架軸承座4個特征點的振動情況，從而得到擺架在6個自由度下的固有頻率，因此可以有效判別平衡過程中的異常振動放大與擺架是否相關。
Q 系統可利用激振器施加頻率可變的慣性力，測量擺架總計12個特征點的振動情況，并使用插值法擬合擺架的動態剛度，以此用來推算擺架的靜剛度，以及擺架動剛度的衰減過程。
Q系統靜剛度測試
普通激振可以確認測量結果是否準確，但是對于為什么普遍的振動測不準、或振動不正常，大部分情況下是無能為力的。而申克的Q測試系統展開的試驗模態測試，可以幫助工程師在更加全面了解擺架的動態特性情況下掌握擺架剛度的衰減情況，又或者在測量出現疑難問題時，幫助判別測量故障的成因，因此可以更好地對擺架進行調整。
