轉(zhuǎn)子平衡的原理和方法

關(guān)于轉(zhuǎn)子平衡的原理和方法轉(zhuǎn)子不平衡的原因和危害轉(zhuǎn)子不平衡的分類剛性轉(zhuǎn)子和撓性轉(zhuǎn)子平衡機(jī)

硬支承平衡機(jī)軟支承平衡機(jī)本章內(nèi)容剛性轉(zhuǎn)子的平衡方法靜平衡單面動(dòng)平衡雙面動(dòng)平衡撓性轉(zhuǎn)子的平衡方法振型平衡法影響系數(shù)法振型圓平衡法第2頁(yè),共22頁(yè)，星期六，2024年，5月轉(zhuǎn)子不平衡的原因和危害

不平衡的原因

轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不對(duì)稱。材質(zhì)不均勻，制造誤差、安裝誤差。運(yùn)行中零部件的變形、移位、結(jié)垢、破損。

不平衡的危害

轉(zhuǎn)子振動(dòng)和應(yīng)力大，運(yùn)行不安全。惡化環(huán)境，浪費(fèi)能源。產(chǎn)品數(shù)量和質(zhì)量下降。第3頁(yè),共22頁(yè)，星期六，2024年，5月轉(zhuǎn)子平衡的方法和設(shè)備

剛性轉(zhuǎn)子撓性轉(zhuǎn)子

靜平衡影響系數(shù)法。單面平衡

振型平衡法（模態(tài)平衡法）。雙面平衡。其他綜合方法。平衡設(shè)備平衡機(jī)：專用、通用，硬支承、軟支承，臥式、立式，機(jī)電式、計(jì)算機(jī)化，等?，F(xiàn)場(chǎng)平衡：平衡儀其他設(shè)備：平行導(dǎo)軌、滾輪架、平衡搖架等。

第4頁(yè),共22頁(yè)，星期六，2024年，5月剛性轉(zhuǎn)子與撓性轉(zhuǎn)子

n<0.5

nc1稱為剛性轉(zhuǎn)子。0.5

nc1<n<0.7

nc1稱為準(zhǔn)剛性轉(zhuǎn)子。

n>0.7

nc1

稱為撓性轉(zhuǎn)子。

其中,

nc1為第一階臨界轉(zhuǎn)速，n為轉(zhuǎn)子的工作轉(zhuǎn)速。剛性轉(zhuǎn)子和撓性轉(zhuǎn)子有完全不同的平衡方法。如能正確選擇平衡平面和平衡轉(zhuǎn)速，準(zhǔn)剛性轉(zhuǎn)子?？刹捎脛傂赞D(zhuǎn)子的平衡方法。第5頁(yè),共22頁(yè)，星期六，2024年，5月剛性轉(zhuǎn)子不平衡的形式靜不平衡

離心慣性力系有合力動(dòng)不平衡=靜不平衡+偶不平衡離心慣性力系合成為一合力和一合力偶偶不平衡

離心慣性力系有合力偶第6頁(yè),共22頁(yè)，星期六，2024年，5月不平衡向兩個(gè)平面的分解剛性轉(zhuǎn)子的任意不平衡可以向兩個(gè)平面內(nèi)分解。故剛性轉(zhuǎn)子都可以用兩個(gè)校正質(zhì)量來(lái)達(dá)到平衡。第7頁(yè),共22頁(yè)，星期六，2024年，5月oCoWC靜平衡的布置W水平導(dǎo)軌滾輪架水平導(dǎo)軌轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子滾輪架第8頁(yè),共22頁(yè)，星期六，2024年，5月平衡機(jī)的原理幅值I相位II轉(zhuǎn)速擺架A

幅值II相位I解算電路傳感器傳感器驅(qū)動(dòng)電機(jī)擺架B

III第9頁(yè),共22頁(yè)，星期六，2024年，5月硬支承和軟支承平衡機(jī)硬支承平衡機(jī)的擺架軟支承平衡機(jī)的擺架第10頁(yè),共22頁(yè)，星期六，2024年，5月硬支承和軟支承平衡機(jī)的對(duì)比第11頁(yè),共22頁(yè)，星期六，2024年，5月單面平衡的布置和方法1.選擇加重平面、選擇測(cè)點(diǎn)。畫鍵相標(biāo)記，逆轉(zhuǎn)向畫360o相位刻度盤。2.測(cè)得原始振動(dòng)A0(幅值和相位)。3.在平衡平面內(nèi)加試重Q，測(cè)得振動(dòng)A1。4.計(jì)算影響系數(shù)5.按下式求得校正質(zhì)量P。幅值相位轉(zhuǎn)速A

第12頁(yè),共22頁(yè)，星期六，2024年，5月單面平衡的作圖解法

作A0和A1，求其差為A1-

A0。量A1-

A0和A0之間的夾角為

。把試重Q按

的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一

角，此即為校正重的正確方位。校正重P的大小為：

KoQP相角正A0A1A1-A0o相角正第13頁(yè),共22頁(yè)，星期六，2024年，5月雙面平衡的布置和方法幅值相位轉(zhuǎn)速A

BI

II

A

B

1.測(cè)原始振動(dòng)A0，B0。2.平面I內(nèi)加試重Q1，測(cè)得振動(dòng)A1，B1。3.計(jì)算影響系數(shù)4.平面II內(nèi)加試重Q2，測(cè)得振動(dòng)A2，B2。5.計(jì)算影響系數(shù)6.按下式求得校正質(zhì)量P1，P2。第14頁(yè),共22頁(yè)，星期六，2024年，5月轉(zhuǎn)子不平衡的真實(shí)分布不平衡的大小和方位沿軸線是隨機(jī)分布的。需要無(wú)數(shù)個(gè)校正質(zhì)量才能達(dá)到理想的平衡。這不可能，也是不必要的！第15頁(yè),共22頁(yè)，星期六，2024年，5月轉(zhuǎn)子的不平衡

按模態(tài)分解

轉(zhuǎn)子的任意不平衡可以按模態(tài)分解。然后，按模態(tài)逐階平衡。由于模態(tài)的正交性，各階模態(tài)的平衡不會(huì)相互影響。第16頁(yè),共22頁(yè)，星期六，2024年，5月?lián)闲赞D(zhuǎn)子的模態(tài)平衡法根據(jù)轉(zhuǎn)子的振型選擇校正平面，對(duì)應(yīng)各階模態(tài)計(jì)算的各校正質(zhì)量的比例。在第一臨界轉(zhuǎn)速附近，平衡轉(zhuǎn)子的第一階模態(tài)不平衡。在第二臨界轉(zhuǎn)速附近，平衡轉(zhuǎn)子的第二階模態(tài)不平衡，等。直到工作轉(zhuǎn)速下那一階為止。由于各模態(tài)的正交性，各階模態(tài)的平衡不會(huì)相互影響。最后在工作轉(zhuǎn)速下，作修正性平衡。有N平面平衡法和N+2平面平衡法兩種。第17頁(yè),共22頁(yè)，星期六，2024年，5月為剛性轉(zhuǎn)子影響系數(shù)法的直接推廣。不同處在于：平衡轉(zhuǎn)速數(shù)為N>1振動(dòng)測(cè)點(diǎn)數(shù)為M>2

校正平面數(shù)為K>2當(dāng)N

M<K時(shí)，方程過定。應(yīng)放棄一些校正平面。當(dāng)N

M=K時(shí)，方程有唯一解?？汕蟮靡唤M校正質(zhì)量。當(dāng)N

M>K時(shí)，矛盾方程。可用最小二乘法求解。即在各測(cè)點(diǎn)殘余振動(dòng)平方和為最小的條件下，求得一組校正質(zhì)量。撓性轉(zhuǎn)子的影響系數(shù)平衡法第18頁(yè),共22頁(yè)，星期六，2024年，5月模態(tài)響應(yīng)圓（振型圓）不同轉(zhuǎn)速下的響應(yīng)矢量聯(lián)起來(lái)成為模態(tài)響應(yīng)圓。在轉(zhuǎn)子升速或降速時(shí)，連續(xù)測(cè)量可以得到模態(tài)響應(yīng)圓。臨界轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)于響應(yīng)圓的直徑。不平衡方向領(lǐng)先于臨界轉(zhuǎn)速時(shí)的響應(yīng)90度。第19頁(yè),共22頁(yè)，星期六，2024年，5月兩階臨界轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)兩個(gè)模態(tài)響應(yīng)圓。不平衡在平面I，軸承A的兩個(gè)響應(yīng)圓直徑夾角為銳角；軸承B的兩個(gè)響應(yīng)圓直徑夾角為鈍角。這有助于判別