轉(zhuǎn)子動平衡——原理方法和標(biāo)準(zhǔn)

1、技術(shù)講課教案主講人：范經(jīng)偉技術(shù)職稱（或技能等級）：高級工所在崗位：鍋爐輔機點檢員講課時間：2011年06月24日&祜隼國隼白電培訓(xùn)題目：轉(zhuǎn)子動平衡一一原理、方法和標(biāo)準(zhǔn)培訓(xùn)目的：多種原因會引起轉(zhuǎn)子某種程度的不平衡問題，分布在轉(zhuǎn)子上的所有不平衡矢量的和可以認(rèn)為是集中在“重點”上的一個矢量，動平衡就是確定不平衡轉(zhuǎn)子重點的位置和大小的一門技術(shù)，然后在其相對應(yīng)的位置處移去或添加一個相同大小的配重。內(nèi)容摘要：動平衡前要確認(rèn)的條件：1 .振動必須是因為動不平衡引起。弁且要確認(rèn)動不平衡力占振動的主導(dǎo)。2 .轉(zhuǎn)子可以啟動和停止。3 .在轉(zhuǎn)子上可以添加可去除重量。培訓(xùn)教案：第一章不平衡問題種類為了以最少的

2、啟停次數(shù)，獲得最佳的平衡效果，我們不僅要認(rèn)識到動不平衡問題的類型（靜不平衡、力偶不平衡、動不平衡），而且還要知道轉(zhuǎn)子的寬徑比及轉(zhuǎn)速決定了采用單平面、雙平面還是多平面進行動平衡操作。同時也要認(rèn)識到轉(zhuǎn)子是撓性的還是剛性的。植隼國隼白電dmnHP1GUHUATAJSMANPOWER剛性轉(zhuǎn)子與撓性轉(zhuǎn)子對于剛性轉(zhuǎn)子，任何類型的不平衡問題都可以通過任選的二個平面得以平衡。對于撓性轉(zhuǎn)子，當(dāng)在一個轉(zhuǎn)速下平衡好后，在另一個轉(zhuǎn)速下又會由現(xiàn)不平衡問題。當(dāng)一個撓性轉(zhuǎn)子首先在低于它的70%第一監(jiān)界轉(zhuǎn)速下，在它的兩端平面內(nèi)加配重平衡好后，這兩個加好的配重將補償?shù)舴植荚谡麄€轉(zhuǎn)子上的不平衡質(zhì)量，如果把這個轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速提高到它的

3、第一臨界轉(zhuǎn)速的70%以上，這個轉(zhuǎn)子由于位于轉(zhuǎn)子中心處的不平衡質(zhì)量所產(chǎn)生的離心力的作用，而產(chǎn)生變形，如圖10所示。由于轉(zhuǎn)子的彎曲或變形，轉(zhuǎn)子的重心會偏離轉(zhuǎn)動中心線，而產(chǎn)生新的不平衡問題，此時在新的轉(zhuǎn)速下又有必要在轉(zhuǎn)子兩端的平衡面內(nèi)重新進行動平衡工作，而以后當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速降下來后轉(zhuǎn)子又會進入到不平衡狀態(tài)。為了能在一定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，確保轉(zhuǎn)子都能處在平衡的工作狀態(tài)下，唯一的解決辦法是采用多平面平衡法。撓性轉(zhuǎn)子平衡種類1 .如果轉(zhuǎn)子只是在一個工作轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)，小量的變形不會產(chǎn)生過快的磨損或影響產(chǎn)品的質(zhì)量，那么神隼國隼白電可以在任意二個平面內(nèi)進行平衡，使軸承的振動降低到最小即可。2 .如果一個撓性轉(zhuǎn)子，只是在一

4、個工作轉(zhuǎn)速下工作，但是將轉(zhuǎn)子的變形量降低到最小是極其重要的，這時最好采用多平面動平衡修正。3 .如果一個轉(zhuǎn)子必須在一個寬廣的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)都能平穩(wěn)地工作，即該轉(zhuǎn)子在低轉(zhuǎn)速時是剛性的，在高轉(zhuǎn)速時是撓性的，這時最好采用多平面動平衡修正。臨界轉(zhuǎn)速當(dāng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速達到自身產(chǎn)生彎曲共振時的轉(zhuǎn)速，稱為臨界轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)子經(jīng)過臨界轉(zhuǎn)速時，轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的彎曲振型數(shù)，取決轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子自振頻率相一致的數(shù)量。一般來說轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速低于它的自振頻率的70%時，認(rèn)為它是一個剛性轉(zhuǎn)子，而高于它的自振頻率的70%時，認(rèn)為它是一個撓性轉(zhuǎn)子。由于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速升高通過它的自振頻率而產(chǎn)生彎曲或變形時，轉(zhuǎn)子的重心就會偏離轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動中心線，產(chǎn)生新的不

5、平衡狀態(tài)。第二章如何識別動不平衡問題不平衡問題的主要特征&祜隼國隼白電振動頻譜典型特征：不平衡問題通常是較高的轉(zhuǎn)頻振動占主導(dǎo)，一般其轉(zhuǎn)頻振動成份大于或等于其通頻振動的80%以上。不平衡力具有一定的方向性，離心力在徑向基本是均勻的，軸及支承軸承的運動軌跡近似為一個圓，然而，由于軸承座的垂直支承剛度大于水平方向，所以正常的軸及支承軸承的運動軌跡為橢圓，即正常情況下水平方向振動要比垂直方向振動大1.5到2倍，若超生這個范圍，可能存在其它問題，特別是可能存在共振問題。徑向與軸向振動比較，當(dāng)是不平衡問題占主導(dǎo)時，徑向振動（水平和垂直）要比軸向方向的振動大得多（懸臂轉(zhuǎn)子除外）。懸臂轉(zhuǎn)子不平衡問題的

6、方向性，通常情況下，徑向和軸向振動都比較大，它是靜不平衡和力偶不平衡同時存在，所以通常情況下需要二平面進行平衡修正。有不平衡振動問題轉(zhuǎn)子，其振動相位是穩(wěn)定和可重復(fù)的。不平衡問題會促使共振幅值增大，如果轉(zhuǎn)子的工作轉(zhuǎn)速比較靠近其系統(tǒng)自振頻率處的共振點時，少量的不平衡振動會增大10到50倍。轉(zhuǎn)子不平衡問題的相位表現(xiàn)，在轉(zhuǎn)子輸入、輸由端軸承水平方向測量得到的相位差與在轉(zhuǎn)子輸入、輸由端軸承垂直方向測量得到的相位差基本相等（+/-30°）否則主要問題不神隼國隼白電GlHUAT胸“NNWEH是動平衡問題。例如，如果在一個電機的輸入、輸由端軸承水平方向測量得到的振動相位差為30°,而在其輸

7、入、輸由端軸承垂直方向測量得到的振動相位差近似為150,則工程師企圖對這個轉(zhuǎn)子實施動平衡操作，似乎是在浪費時間。第三章引起轉(zhuǎn)子不平衡的原因裝配錯誤，安裝時一個零件的質(zhì)量中心線與轉(zhuǎn)動中心線不重合。鑄造氣孔裝配誤差半鍵問題轉(zhuǎn)子變形，由于殘余應(yīng)力、受熱不均等引起轉(zhuǎn)子變形。轉(zhuǎn)子上有沉積物設(shè)計不均稱，如電動機轉(zhuǎn)子繞線一側(cè)與另一側(cè)是不均稱的。由以上原因引起轉(zhuǎn)子某種程度的不平衡問題，分布在轉(zhuǎn)子上的所有不平衡矢量的和可以認(rèn)為是集中在“重點”上的一個矢量，動平衡就是確定不平衡轉(zhuǎn)子重點的位置和大小的一門技術(shù)，然后在其相對應(yīng)的位置處移去或添加一個相同大小的配重。第四章動平衡操作的重要性隼國隼白電GIKIHUAT聞*

8、NNWEH由于動不平衡產(chǎn)生的力，若不予以修正，在轉(zhuǎn)動設(shè)備中具有很強的破壞性，不僅對支承軸承產(chǎn)生損壞，也會引起機器基礎(chǔ)開裂，焊縫開裂，同時由于不平衡引起的過大的振幅造成產(chǎn)品質(zhì)量下降。由于不平衡產(chǎn)生的離心力取決于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和重點的重量。第五章現(xiàn)場動平衡技術(shù)一般來說，對大多數(shù)轉(zhuǎn)動設(shè)備，最好是在現(xiàn)場進行動平衡操作，這是因為現(xiàn)場進行動平衡操作是在實際的操作條下、實際的工作轉(zhuǎn)速下進行，并且轉(zhuǎn)子是在自身支承軸承和基礎(chǔ)之上。三點現(xiàn)場動平衡操作法1、 以工作轉(zhuǎn)速啟動轉(zhuǎn)子，測量和記錄原始振動幅值為O'例如，O'=6mils(152um)2、 以O(shè)'為半徑，畫圓，如圖1所示。3、 停下轉(zhuǎn)子，

9、在轉(zhuǎn)子上取三個點“A”、"B”和“C”，相隔近似120o不一定是很準(zhǔn)確的120,然而三點相隔的角度必須是已知的，在我們的例子中如圖2所示，“A”點是起點標(biāo)注為0o其它點標(biāo)注如圖2所示。FIGURE24、 選擇一塊合適的試重，安裝到轉(zhuǎn)子點“A”處，此處可參考計算試加重的公式。例如，試加重（TW）=10ounces（283.5克）5、 啟動轉(zhuǎn)子達到正常工作轉(zhuǎn)速，測量并記錄此時的振動幅值記為O'+T1。6、OA在我們的例子中如圖3所示，以點為圓心，以O(shè)'+T1為半徑做圓。在我們的例子中以點A”為圓心，以O(shè)'+T1=4mils為半徑做圓。7、停下轉(zhuǎn)子，將在點處所加的試

10、重移到B點處。8、啟動轉(zhuǎn)子達到正常工作轉(zhuǎn)速，測量和記錄新的振動幅值記為O'+T2。在我們的例子中O'+T2=8mils(203um)。9、以B點為圓心，以O(shè)'+T2為半徑做圓。在我們的例子中此圓半徑為O'+T2=8mils(203um)如圖4所示。10、停下轉(zhuǎn)子將在B點處的試加重量移到C點處。11、啟動轉(zhuǎn)子達到正常工作轉(zhuǎn)速，測量和記錄新的振動幅值記為O'+T3。在我們的例子中O'+T3=11mils(279um)o12、以C點為圓心，以O(shè)'+T3為半徑做圓。在我們的例子中此圓半徑為O'+T3=11mils(279um)如圖5所示祗

11、華國隼臺電SHENHUATAMMANTOWER注，如圖5所示，從A、B、C繪制的三個圓相交于點Do13、從原始振幅圓的圓心“O”按圖6所示方式畫直線OD,該直線標(biāo)記為“T”。FIGURE614、使用與畫原始振動圓時相同的比例，測量直線段“T”的長度。在我們的例子中，經(jīng)過測量后，此“T”直線的長度為5.25in(133mm)。15、使用下面的公式，計算修正重量：CW=TW(O7T)式中：cw=修正重:H丁川=試加重量O'=原始不平衡振幅讀數(shù)T=測量的結(jié)果矢量在我們的例子中，計算結(jié)果如下：CW=TW(O7T)CW=10ozX(6.0/5.25)隼國隼白電JnKnPSHENHUAG的柚鼻fOWERCW=11.4oz或CW=TW(O7T)CW=283.5克X(152/133)CW=323克16、按圖7所示，使用量角器，測量直線“T'與直線"OA'之間的角度，此角度即是修正重量相對于轉(zhuǎn)子上的“A”點的安裝角度。FIGURE7在我們的例子中，這個角度經(jīng)測量得41o17、停下轉(zhuǎn)子，