(高清版)GBT 9239.12-2021 機(jī)械振動　轉(zhuǎn)子平衡　第12部分：具有撓性特性的轉(zhuǎn)子的平衡方法與允差

ICS21.120.40J04GB/T9239.12—2021/ISO21940-12:2016代替GB/T6557—2009機(jī)械振動轉(zhuǎn)子平衡第12部分：具有撓性特性的轉(zhuǎn)子的平衡方法與允差Part12:Proceduresandtolerancesforrotorswithflexiblebehaviour(ISO21940-12:2016,IDT)國家市場監(jiān)督管理總局國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會發(fā)布國家市場監(jiān)督管理總局GB/T9239.12—2021/ISO21940-12:2016 I 1 13術(shù)語和定義 14撓性特性轉(zhuǎn)子動力學(xué)和平衡的基礎(chǔ) 15轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)型式 46撓性特性轉(zhuǎn)子低速平衡方法 67撓性特性轉(zhuǎn)子高速平衡方法 88評定準(zhǔn)則 9評定方法 附錄A(資料性附錄)關(guān)于安裝在現(xiàn)場的轉(zhuǎn)子的注意事項 附錄B(資料性附錄)最佳平面平衡——低速三面平衡 附錄C(資料性附錄)轉(zhuǎn)換因子 21附錄D(資料性附錄)計算等效振型剩余不平衡量的示例 22附錄E(資料性附錄)確定轉(zhuǎn)子具有剛性特性還是撓性特性的方法 25附錄F(資料性附錄)不平衡校正計算方法 27 28IGB/T9239.12—2021/ISO21940-12:2016——第2部分：詞匯2;——第13部分：大中型轉(zhuǎn)子現(xiàn)場平衡準(zhǔn)則和安全防護(hù)；——第14部分：平衡誤差的評估規(guī)程6;——第21部分：平衡機(jī)的描述與評定);——第23部分：平衡機(jī)防護(hù)罩和測量工位的其他保護(hù)措施；——第31部分：機(jī)器不平衡敏感度和不平衡靈敏度);本部分為GB/T9239的第12部分。本部分按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草?！?—在4.2中，增加了1段技術(shù)性文字說轉(zhuǎn)子術(shù)語的定義”(見2009版的附錄F和附錄H)。本部分使用翻譯法等同采用ISO21940-12:2016《機(jī)械振動轉(zhuǎn)子平衡第12部分：具有與本部分中規(guī)范性引用的國際文件有一致性對應(yīng)關(guān)系的我國文件如下：——GB/T2298—2010機(jī)械振動——GB/T9239.14—2017機(jī)械振動轉(zhuǎn)子平衡第14部分：平衡誤差的評估規(guī)程(ISO21940-——GB/T9239.32—2017機(jī)械振動轉(zhuǎn)子平衡第32部分：軸與配合件平衡的鍵準(zhǔn)則(ISO21940-32:2012,IDT)——GB/T2298—2010機(jī)械振動、沖擊與狀態(tài)監(jiān)測詞匯(ISO2041:2009,IDT)1)修訂GB/T29714—2013機(jī)械振動平衡平衡標(biāo)準(zhǔn)的用法和應(yīng)用指南。2)修訂GB/T6444—2008機(jī)械振動平衡詞匯。4)修訂GB/T6557—1999撓性轉(zhuǎn)子機(jī)械平衡的方法和準(zhǔn)則。6)修訂GB/T9239.2—2006機(jī)械振動恒態(tài)(剛性)轉(zhuǎn)子平衡品質(zhì)要求第2部分：平衡誤差。7)修訂GB/T4201—2006平衡機(jī)的描述檢驗與評定。10)修訂GB/T16908—1997機(jī)械振動軸與ⅡGB/T9239.12—2021/ISO21940-12:2016——GB/T9239.14—2017機(jī)械振動轉(zhuǎn)子平衡第14部分：平衡誤差的評估規(guī)程(ISO21940-(ISO21940-32:2012,IDT)本部分由全國機(jī)械振動、沖擊與狀態(tài)監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC53)提出并歸口。本部分起草單位：鄭州機(jī)械研究所有限公司、東方電氣集團(tuán)東方電機(jī)有限公司、南方電網(wǎng)電力科技股份有限公司、華電電力科學(xué)研究院有限公司、國網(wǎng)陜西省電力公司、中機(jī)試驗裝備股份有限公司。本部分所代替標(biāo)準(zhǔn)的歷次版本發(fā)布情況為：—-—GB/T6557—1986、GB/T6557—1999、GB/T6557—2009; Ⅲ平衡引起的振動不大于可接受的振動幅值。對于具有撓性特性的轉(zhuǎn)子，也意味著直至最高使用轉(zhuǎn)速的任何轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的撓度均不大于允許值。出平衡設(shè)備上的適用準(zhǔn)則。如果沒有這樣的限值可用，本部分說明了如何從下述標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)出這些限值。平衡量，可由ISO21940-11導(dǎo)出。ISO21940-11是關(guān)于旋轉(zhuǎn)剛體的平衡品質(zhì)的，并不能直接用于具有的準(zhǔn)則用于撓性特性轉(zhuǎn)子的方法。有時，一個平衡合格的轉(zhuǎn)子在現(xiàn)場由于支承結(jié)構(gòu)共振而振動不合格。阻1GB/T9239.12—2021/ISO21940-12:2016機(jī)械振動轉(zhuǎn)子平衡第12部分：具有撓性特性的轉(zhuǎn)子的ISO2041機(jī)械振動、沖擊與狀態(tài)監(jiān)測詞匯(Mechanicalvibration,shockandconditionmonito-ring—Vocabulary)ISO21940-2機(jī)械振動轉(zhuǎn)子平衡第2部分：詞匯(Mechanicalvibration—Rotorbalancing—Part2:Vocabulary)ISO21940-11機(jī)械振動轉(zhuǎn)子平衡第11部分：具有剛性特性的轉(zhuǎn)子的平衡方法與允差(Me-chanicalvibration—Rotorbalancing—Part11:Proceduresandtolerancesforrotorswithrigidbehav-iour)ISO21940-14機(jī)械振動轉(zhuǎn)子平衡第14部分：平衡誤差的評估規(guī)程(Mechanicalvibration—Rotorbalancing—Part14:Proceduresforassessingbalanceerrors)ISO21940-32機(jī)械振動轉(zhuǎn)子平衡第32部分：軸與配合件平衡的鍵準(zhǔn)則(Mechanicalvibra-tion—Rotorbalancing—Part32:Shaftandfitmentkeyconvention)ISO21940-2和ISO2041界定的術(shù)語和定義適用于本文件。2GB/T9239.12—2021/ISO21940-12:20164.2不平衡分布轉(zhuǎn)子設(shè)計和制造方法能顯著地影響不平衡量的大小與沿轉(zhuǎn)子軸線的分布。轉(zhuǎn)子可由單個鍛件經(jīng)機(jī)械加工而成，或者由若干個部件組裝而成。例如噴氣發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)子由多個殼體、輪盤和葉片部件聯(lián)結(jié)構(gòu)顯著地影響不平衡分布。由于沿轉(zhuǎn)子軸線的不平衡分布是隨機(jī)的，同一設(shè)計的兩個轉(zhuǎn)子的不平衡分布會不相同。在撓性特性轉(zhuǎn)子中的不平衡分布比剛性特性轉(zhuǎn)子中的不平衡分布有更重要的意義，因為它決定了各階撓曲振型的激發(fā)程度。轉(zhuǎn)子上任一點不平衡的效應(yīng)取決于轉(zhuǎn)子的振型。在轉(zhuǎn)子上非不平衡量所在的橫向平面校正不平衡，可能會在不同于原來平衡轉(zhuǎn)速的其他轉(zhuǎn)速下引另外，在運行期間某些轉(zhuǎn)子受熱彎曲可能導(dǎo)致不平衡量的改變。如果轉(zhuǎn)子每次開車不平衡量變化4.3撓性特性轉(zhuǎn)子的振型種特殊情況下，轉(zhuǎn)子振型是旋轉(zhuǎn)的平面曲線。由靠近軸端部的彈性軸承支承的單轉(zhuǎn)子的前三階主振型表示在圖1中。對于有阻尼的轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)，特別是由流體膜軸承引起相當(dāng)大的阻尼的情況下，撓曲振型可能是繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的空間曲線。有阻尼的第一階和第二階可能的振型表示在圖2中。在很多情況下，有注意軸承及其支承的動力學(xué)性質(zhì)和軸向位置對振型形狀及轉(zhuǎn)子的不平衡響應(yīng)有很大的影響。Wa)典型轉(zhuǎn)子b)第一階撓曲振型c)第二階撓曲振型3GB/T9239.12—2021/ISO21940-12:2016d)第三階撓曲振型圖1(續(xù))4.4撓性特性轉(zhuǎn)子對不平衡的響應(yīng)不平衡分布能用振型不平衡量來表示。每個振型的撓度由相應(yīng)的振型不平衡量引起。當(dāng)轉(zhuǎn)子在靠近某個臨界轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)時，通常是相應(yīng)于該階臨界轉(zhuǎn)速的振型對轉(zhuǎn)子撓度起主導(dǎo)作用。在這些情況下，轉(zhuǎn)子撓曲的程度主要受下列因素影響：a)振型不平衡量的大??；b)臨界轉(zhuǎn)速和運行轉(zhuǎn)速的靠近程度；c)轉(zhuǎn)子-支承系統(tǒng)中阻尼的大小。如果用加一組離散校正質(zhì)量的辦法減小某一階振型不平衡量，那么,相應(yīng)振型分量的撓度也同樣減小。用這種辦法減小振型不平衡量是本部分中說明的平衡方法的基礎(chǔ)。對于給定不平衡分布的轉(zhuǎn)子，振型不平衡量是撓性特性轉(zhuǎn)子振型的函數(shù)。對于圖1中給出的簡化轉(zhuǎn)a)第一階振型b)第二階振型圖2有阻尼振型的示例4GB/T9239.12—2021/ISO21940-12:2016用戶的需要。每個軸段的質(zhì)心都位于旋轉(zhuǎn)軸線上。由剩余不平衡量引起的振動或振動力，需在整個工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)低于允許值。只有在特殊情況下才可以在單一轉(zhuǎn)速下平衡具有撓性特性的轉(zhuǎn)子。宜注意，在給定的工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)已滿意地平衡過的允許的振動可大于工作轉(zhuǎn)速時允許的振動?？紤]使用轉(zhuǎn)速范圍以上主振型的影響。所需要的沿轉(zhuǎn)子軸向配置的校正平面的確切數(shù)目，在某種程度上取決于具體采用的平衡方法。例通常需要(n+2)個校正平面。在設(shè)計階段應(yīng)考慮在適當(dāng)?shù)妮S向位置設(shè)置足夠數(shù)量的校正平面。實際上，校正平面的數(shù)目常常受設(shè)計的限制以及在現(xiàn)場平衡中受現(xiàn)場條件的限制。未聯(lián)結(jié)轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速既不相等也沒有簡單的關(guān)系，而且耦合軸系的撓曲形狀也不一定和未聯(lián)結(jié)轉(zhuǎn)子5轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)型式表1列出了典型的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)型式，概述了其特性和推薦的平衡方法。此表簡要說明了轉(zhuǎn)子特性，詳細(xì)說明在第6章和第7章中給出，平衡方法在表2中列出。有時結(jié)合不同的平衡方法來做是可取的。如果能用一種以上的平衡方法，要將它們按時間和(或)費用的升序列出。任何結(jié)構(gòu)型式的轉(zhuǎn)子均能在多轉(zhuǎn)速下平衡(見7.3)。在某些特殊情況下，也可在工作轉(zhuǎn)速下平衡(見7.4)或在某個固定轉(zhuǎn)速下平衡(見7.5)。5GB/T9239.12—2021/ISO21940-12:2016表1具有撓性特性的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式轉(zhuǎn)子特性推薦的平衡方法"1.1圓盤無不平衡量的彈性軸，剛性圓盤單圓盤——垂直于旋轉(zhuǎn)軸線——具有軸向偏擺A.CB,C雙圓盤——垂直于旋轉(zhuǎn)軸線-—具有軸向偏擺—-—至少一個可拆卸的—-—整體的B,CB+C,EG云兩個以上圓盤——全部可拆卸的(除一個之外)——整體的B+C,D,EG1.2剛性軸段無不平衡量的彈性軸，剛性軸段單個剛性軸段———可拆卸的-——整體的B.C,EB兩個剛性軸段——至少一個可拆卸的———整體的B+C.EG兩個以上剛性軸段——全部可拆卸的(除一個之外)———整體的B+C,EG1.3圓盤和剛性軸段無不平衡量的彈性軸段，剛性圓盤和軸段各有一個圓盤--—至少一個部件可拆卸的——整體的B十C,EG多個部件-—全部圓盤可拆卸的(除一個之外)——整體的B+C,EG6GB/T9239.12—2021/ISO21940-12:2016表1(續(xù))結(jié)構(gòu)形式轉(zhuǎn)子特性推薦的平衡方法質(zhì)量、彈性和不平衡量沿轉(zhuǎn)子分布——在特殊條件下(見6.5.6)——一般FG1.5滾筒和圓盤或剛性軸段彈性滾筒，剛性圓盤，剛性軸段——圓盤或剛性軸段可拆卸的-—在特殊條件下(見6.5.6)—-—一般———整體的C+F,E十FGG1.6整體轉(zhuǎn)子質(zhì)量、彈性和不平衡量沿轉(zhuǎn)子分布—.——.—具有不平衡量的主要部件不可拆卸G“平衡方法A到G的解釋說明，見表2;另外兩個平衡方法H和I,可用于特殊情況，見7.4和7.5。低速平衡A單面平衡B雙面平衡C裝配前單部件平衡D控制初始不平衡量之后平衡E裝配期間分階段平衡F最佳平面上平衡高速平衡G多速平衡H工作轉(zhuǎn)速平衡I固定轉(zhuǎn)速平衡6撓性特性轉(zhuǎn)子低速平衡方法低速平衡一般用于具有剛性特性的轉(zhuǎn)子，高速平衡一般用于具有撓性特性的轉(zhuǎn)子。附錄E說明了7GB/T9239.12—2021/ISO21940-12:2016使用高速平衡方法。在本章中說明的大多數(shù)方法要求關(guān)于不平衡量軸向分布的資料?？赡苁怯欣摹Ｄ承┺D(zhuǎn)子裝有若干個等徑安裝的單部件(例如葉片、聯(lián)軸器螺栓、極靴等),能依照這些部件的質(zhì)量或質(zhì)量矩來配置，使之達(dá)到各平衡方法所述的部分或全部不平衡校正要求。如果這些部件需在平衡后一些轉(zhuǎn)子由若干部件構(gòu)成(例如透平輪盤),應(yīng)該注意裝配過程可能產(chǎn)生轉(zhuǎn)軸幾何參數(shù)(例如軸偏如果已經(jīng)知道了不平衡量的軸向位置，校正平面宜盡可能地靠近這些位置。當(dāng)轉(zhuǎn)子由兩個或更多6.3轉(zhuǎn)子的工作轉(zhuǎn)速在低速平衡機(jī)上平衡撓性特性轉(zhuǎn)子的方法是一個近似的方法，初始不平衡量的大小和分布是決定平衡效果的主要因素。平面上可能校正的總量的限制。6.5低速平衡方法6.5.1方法A:單面平衡下都將平衡。6.5.2方法B:雙面平衡有轉(zhuǎn)速下都將平衡。速下都將平衡。6.5.3方法C:裝配前單部件平衡每個單部件(包括軸)在裝配之前應(yīng)依照ISO21940-11分別單獨做低速平衡，而且各單部件在軸上安裝處的同軸度或其他定位指標(biāo)均應(yīng)在相對于旋轉(zhuǎn)軸線的更嚴(yán)的允差之內(nèi)(見ISO21940-14)。各單部件裝在平衡心軸處的軸頸同軸度或其他定位指標(biāo)均應(yīng)在相對于心軸軸線的更嚴(yán)的允差之內(nèi)。心軸的不平衡量和同軸度誤差能用轉(zhuǎn)位平衡補償(見ISO21940-14)。8GB/T9239.12—2021/ISO21940-12:2016用計算來檢查由平衡誤差(例如偏心和裝配允差)引起的不平衡量以評定它們的影響是可行的。在計算這些誤差對心軸和旋轉(zhuǎn)軸的影響時，重要的是要注意誤差的影響能累加在最終裝配中。處理這些誤差的方法見ISO21940-14。6.5.4方法D:控制初始不平衡量之后平衡當(dāng)轉(zhuǎn)子由已做過單獨平衡的各單部件組裝而成時(見6.5.3),不平衡狀態(tài)仍可能不滿意，只有在組量，也能采用低速平衡。經(jīng)驗表明宜在中間平面校正初始靜不平衡量的30%～60%。對于結(jié)構(gòu)型式(例如就對稱性或外懸來說)不符合上面定義的非對稱轉(zhuǎn)子，可用類似方法根據(jù)經(jīng)驗在各校正平面上采用不同的百分比。6.5.5方法E:裝配過程分階段平衡正。此方法不必嚴(yán)格控制各單部件在軸上安裝處的同軸度或其他特性。6.5.6方法F:最佳平面上平衡如果由于設(shè)計或加工方法的原因，轉(zhuǎn)子系列具有沿其全長均勻分布的不平衡量(例如管子),有可能運行狀況最佳的兩個校正平面的最佳位置只能由許多同類型轉(zhuǎn)子的經(jīng)驗來確定。對于滿足下述條件a)～e)的簡單轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，兩個校正平面的最佳位置在每個軸承內(nèi)側(cè)，軸承跨距的22%處：a)兩端有軸承的單跨轉(zhuǎn)子；b)質(zhì)量均勻分布沒有顯著的外懸；c)軸彎曲柔度沿其長度相同；d)連續(xù)工作轉(zhuǎn)速不明顯靠近第二階臨界轉(zhuǎn)速；e)不平衡量均勻分布或線性分布。如果這種校正方法不能得到滿意的結(jié)果，采用附錄B中所示的轉(zhuǎn)子中間和兩端的校正平面，仍可能在低速下將轉(zhuǎn)子平衡。要這樣做，需要估算在中間平面上校正的不平衡量占總的初始不平衡量的7撓性特性轉(zhuǎn)子高速平衡方法可在低速下平衡具有撓性特性的轉(zhuǎn)子(見第6章)。9GB/T9239.12—2021/ISO21940-12:2016后現(xiàn)場平衡的必要性。動到其最終位置。測量結(jié)果能用幅值和相位角表示，或者用相對于轉(zhuǎn)子測量系統(tǒng)應(yīng)能區(qū)分由不平衡量引起的同頻分量與明顯的低速偏擺以及其他振動分量。為了使驅(qū)動聯(lián)軸器產(chǎn)生的平衡誤差小到可以忽略，聯(lián)軸器應(yīng)按ISO21940-14中說明的那樣做轉(zhuǎn)位平衡。7.3方法G:多速平衡本條以很簡單的形式陳述高速平衡的基本原則。轉(zhuǎn)子逐次在一系列的平衡轉(zhuǎn)速下按振型原理逐階驗轉(zhuǎn)速。大體上是在工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)相應(yīng)于各階臨界轉(zhuǎn)速的振型逐階進(jìn)行平衡校正，然后再對最高平衡轉(zhuǎn)速下的剩余(高階)振型最后做平衡。實際使用的方法可以是集成的計算機(jī)輔助平衡方法(例如影響系數(shù)法),使平衡工作自動化或簡化。僅僅是單個平衡轉(zhuǎn)速下的振動數(shù)據(jù)，使得一次操作就能計算出若干個振型所需要的校正量。在本條中測量的都是振動(或力)的同頻分量。影響的轉(zhuǎn)子特別有利。而直接按7.3.3做。7.3.3.1在本方法的整個過程中，校7.3.3.2轉(zhuǎn)子應(yīng)在某個或某些適宜的低轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)以消除任何的臨時彎曲。如測量軸振動，宜測量轉(zhuǎn)GB/T9239.12—2021/ISO21940-12:2016子的可重復(fù)的低速偏擺或稱晃度(runout)值。當(dāng)需要時，可從平衡轉(zhuǎn)速下測量的軸振動中作矢量扣除。7.3.3.4在轉(zhuǎn)子上加一組試驗質(zhì)量，試驗質(zhì)量大小的選擇及其沿轉(zhuǎn)子軸向放置的位置宜使在第一階撓性平衡轉(zhuǎn)速下的振動矢量或力矢量產(chǎn)生明顯的變化。如果省去了低速平衡步驟，對相對于跨度中央基本對稱的轉(zhuǎn)子，試驗質(zhì)量組通常只由一個質(zhì)量構(gòu)上此校正質(zhì)量。注1:附錄F給出了含有這種計算的矢量相減的作圖法。注2:在上述說明中，假定能忽略或能用適當(dāng)?shù)姆椒ㄏ渌A不平衡量對測這時，轉(zhuǎn)子應(yīng)能升速通過第一階撓曲臨界轉(zhuǎn)速而振動或力合格。如果不是這樣7.3.3.7將轉(zhuǎn)子升速至靠近第二階撓曲臨界轉(zhuǎn)速的某個安全轉(zhuǎn)速。這將是第二階撓性平衡轉(zhuǎn)速。在這振動矢量或力矢量產(chǎn)生明顯的變化，并且對第一階振型和低速平衡(如與低速平衡有關(guān)的話)無明顯的影響。7.3.3.9將轉(zhuǎn)子升速至與7.3.3.7相同的轉(zhuǎn)速，記錄振動或力的新讀數(shù)。者采用盡可能靠近第二階撓曲臨界轉(zhuǎn)速的平衡轉(zhuǎn)速(但不要太近以免影響相位和幅值的穩(wěn)定性),重復(fù)參見7.3.3.6中的注。選擇對相應(yīng)振型有明顯影響的新試驗質(zhì)量組，而對在較低轉(zhuǎn)速下已經(jīng)達(dá)到的平衡無明顯影響。試驗質(zhì)量組宜補償當(dāng)前平衡轉(zhuǎn)速下的不平衡量。近最高允許試驗轉(zhuǎn)速下重復(fù)7.3.3.10中的步GB/T9239.12—2021/ISO21940-12:2016驗質(zhì)量組的影響。如7.3.1所述，本章非常簡單地敘述了高速平衡的方法。實際上，假定各臨界轉(zhuǎn)速的間隔相當(dāng)寬，使得在某個撓性平衡轉(zhuǎn)速下測量的振動主要是以該階振型的振動。如果兩個撓曲臨界轉(zhuǎn)速靠的比較平衡每一振型。7.4方法H:工作轉(zhuǎn)速平衡通過一個或多個臨界轉(zhuǎn)速至工作轉(zhuǎn)速的某些撓工作轉(zhuǎn)速)做平衡。但是，工作轉(zhuǎn)速靠近臨界轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子以及與其他撓性轉(zhuǎn)子聯(lián)結(jié)的轉(zhuǎn)子除外。通常，只在一個轉(zhuǎn)速下做平衡的轉(zhuǎn)子應(yīng)符合下列條件之一項或幾項：a)升速到工作轉(zhuǎn)速和從工作轉(zhuǎn)速降速的加速度很大，以致臨界轉(zhuǎn)速下的振動來不及增大到超出c)轉(zhuǎn)子的支承方式能避免不適宜的振動；d)在臨界轉(zhuǎn)速時允許有高的振級；e)轉(zhuǎn)子在工作轉(zhuǎn)速下長期運行，能容許起停過程中振動適度超過合格限值。符合上述任何一項條件的轉(zhuǎn)子，可在高速平衡機(jī)或相應(yīng)的設(shè)備上在轉(zhuǎn)子應(yīng)予以平衡的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行平衡。如果轉(zhuǎn)子符合條件c),特別重要的是平衡機(jī)的支承剛度需足夠地接近現(xiàn)場條件，以保證在平衡設(shè)備上的工作轉(zhuǎn)速下主要的振型和現(xiàn)場的相同。7.5方法I:固定轉(zhuǎn)速平衡這些轉(zhuǎn)子可能有一個基本的軸和本體結(jié)構(gòu)，允許用低速平衡法，或者可能需要用高速平衡法。此明轉(zhuǎn)子具有彈性體特征。這種狀況下的轉(zhuǎn)子能歸入下述兩種類型：離心式啟動開關(guān)的單相感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子。屬于7.5.1b)類的轉(zhuǎn)子應(yīng)在不平衡量不再變化的轉(zhuǎn)速以上的某個轉(zhuǎn)速下進(jìn)行平衡。注：通過仔細(xì)設(shè)計和注意柔性部件的定位，有可能使柔性部件的影響最小或被抵消。但這種轉(zhuǎn)子可能只在一個轉(zhuǎn)GB/T9239.12—2021/ISO21940-12:20168評定準(zhǔn)則或軸的基頻振動，平衡設(shè)備或試驗臺應(yīng)和現(xiàn)場條件相近(見8.2.5)。這在8.2中說明。當(dāng)平衡設(shè)備或裝置不能嚴(yán)格模仿現(xiàn)場條件和(或)考慮在現(xiàn)場和其他轉(zhuǎn)子聯(lián)結(jié)的最終影響時，有時可能需要根據(jù)經(jīng)驗調(diào)整合格限值。不可能直接由評定旋轉(zhuǎn)機(jī)器振動的現(xiàn)有文件導(dǎo)出撓性特性轉(zhuǎn)子的允許不平衡量。通常轉(zhuǎn)子不平衡量和工作條件下的機(jī)器振動之間沒有簡單的關(guān)系。振動幅值受很多因素影響，例如機(jī)器殼體及其基礎(chǔ)8.2平衡設(shè)備上的振動限值如果按照平衡設(shè)備上的振動準(zhǔn)則評定不平衡量最終狀態(tài)，那么,應(yīng)保證選用的相關(guān)振動限值能滿足宜注意，機(jī)器在現(xiàn)場的驗收通常是依據(jù)例如在ISO7919或ISO10816中給出的振動準(zhǔn)則。在大多數(shù)情確定平衡設(shè)備上允許振動的基礎(chǔ)。然而在很多情況下可能沒有這樣的經(jīng)驗(例如新平衡設(shè)備或設(shè)計上顯著不同的轉(zhuǎn)子),8.2.6涉及這由第8章導(dǎo)出的數(shù)值不打算用作驗收規(guī)范而只作為指南，這樣使用時，能避免大的缺陷和不切實際衡品質(zhì)。業(yè)機(jī)器大得多。設(shè)計中要采取特殊措施以適應(yīng)由支承柔度引起的不希望的影響，并要進(jìn)行廣泛地開發(fā)對于在產(chǎn)品交付使用前要由多方面的試驗表明振動合格的情況，不宜應(yīng)用第8章的推薦。GB/T9239.12—2021/ISO21940-12:2016在產(chǎn)品說明書中說明的最大允許振級通常指在現(xiàn)場由所有振源引起的總振動。因此，所標(biāo)出的值引起多大振動。宜特別注意最小間隙處(例如流體密封)的振動和靜態(tài)位移，因為這些部位比其他部位損壞的可能性更大。應(yīng)意識到現(xiàn)場條件可能會改變振型，因而改變測點處的振動(見4.3平衡量大小及其分布是重要影響因素(見附錄A)。平衡設(shè)備上的允許振動能用兩種方式表示：a)由現(xiàn)場允許的軸承振動計算得到的軸承支座振動；b)由現(xiàn)場允許的軸振動計算得到的軸振動。對于任一方式，平衡設(shè)備上軸承座或軸的相應(yīng)的允許 (1)式中：產(chǎn)品說明書或相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)(例如ISO7919或ISO10816)中給出；K?——如果轉(zhuǎn)子支承和(或)聯(lián)軸器系統(tǒng)不同于現(xiàn)場條件使用的換算因子，其定義為軸和(或)軸承座在平衡設(shè)備上測得的基頻振動與在現(xiàn)場安裝的機(jī)器上同樣測得的振動之比(若不適用則K?=1);K?——當(dāng)在平衡設(shè)備上軸振動測量位置不同于X的規(guī)定測量位置使用的轉(zhuǎn)換因子，其值取決于注3:對于不能在相同位置進(jìn)行測量的情況，K?可用系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子動力學(xué)模型分析確定。K?和K?的值對于不同的安裝可能變化很大，并與轉(zhuǎn)速有關(guān)。K。和K?的某些推薦值在附錄C中給出。K?的值需要按每種具體應(yīng)用情況確定。如果轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)具體結(jié)構(gòu)的臨界轉(zhuǎn)速與工作轉(zhuǎn)速另外，宜注意在臨界轉(zhuǎn)速時將產(chǎn)生振動的振型放大。平衡工作通常不只是為了在工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)量的準(zhǔn)則特別困難，因為使平衡設(shè)備的支承條件(特別由于轉(zhuǎn)子與定子的間隙或轉(zhuǎn)子應(yīng)力問題，在升速期間需要關(guān)注轉(zhuǎn)子的撓曲變形。在工作轉(zhuǎn)速以下的臨界轉(zhuǎn)速時的轉(zhuǎn)子彎曲宜以最重要處的轉(zhuǎn)子位移來考慮。本條根據(jù)ISO21940-11給出的準(zhǔn)則提出了關(guān)于剛性特性轉(zhuǎn)子不平衡量和撓性特性轉(zhuǎn)子振型不平衡量的建議。為了使具有撓性特性的轉(zhuǎn)子達(dá)到要求的平衡品質(zhì)，下面給出了指南。允許剩余不平衡量是根據(jù)各GB/T9239.12—2021/ISO21940-12:2016種類型轉(zhuǎn)子的實際經(jīng)驗給出的。關(guān)注這些推薦值，能使機(jī)器達(dá)到期望的滿意運行狀態(tài)。然而在某些情在低速下平衡的撓性特性轉(zhuǎn)子的平衡品質(zhì)，以在規(guī)定校正平面上的允許剩余不平衡量表示。在高允許剩余不平衡量是按照ISO21940-11中給出的剛性特性轉(zhuǎn)子的推薦值；對于撓性特性轉(zhuǎn)子的彎如果在平衡設(shè)備上不可能把所有相關(guān)彎曲振型都顧及到(例如由于校正平面數(shù)不足),就要做出決注2:如果外懸質(zhì)量的影響明顯，則給出的百分比可能并不適用。注3:如果現(xiàn)場工作轉(zhuǎn)速或工作轉(zhuǎn)速區(qū)接近第一階或第二階撓性臨界轉(zhuǎn)速，則給出的百分比可能需注4:在平衡設(shè)備上，如果轉(zhuǎn)速區(qū)域是在某個臨界轉(zhuǎn)速的80%～120%,則規(guī)定的不平衡量限值并不能保證振動值對于任何完全組裝好的轉(zhuǎn)子，剩余不平衡量應(yīng)不超過ISO21940-11中推薦的等效剛性特性轉(zhuǎn)子的剩余不平衡量。另外，對于按照方法C、方法D或方法E平衡的轉(zhuǎn)子(見表2),每個部件或組合部件(如果適用時)應(yīng)平衡至基于經(jīng)驗或ISO21940-11中推薦的用于每個部件的限值。超過下述限值，該值用ISO21940-11中等效剛性體基于轉(zhuǎn)子最高使用轉(zhuǎn)速所推薦的總剩余不平衡量的a)等效第一階振型剩余不平衡量不應(yīng)超過60%;b)在初始做低速平衡時，作為剛性體的總剩余不平衡量不應(yīng)超過100%。衡量不應(yīng)超過下述限值，該值用ISO21940-11中等效剛性體基于轉(zhuǎn)子最高使用轉(zhuǎn)速所推薦的總剩余不平衡量的百分比表示：a)等效第一階振型剩余不平衡量不應(yīng)超過60%;b)等效第二階振型剩余不平衡量不應(yīng)超過60%;c)在初始做低速平衡時，作為剛性體的總剩余不平衡量不應(yīng)超過100%。當(dāng)某一階振型比其他振型敏感度低時，其相應(yīng)限值能夠放寬但不應(yīng)超過100%。注：附錄D的D.1中的示例說明了這些限值的計算方法。注：根據(jù)轉(zhuǎn)子的類型和用途，能夠按照規(guī)定的測量平面處的振動或剩余不平衡量來評定不平衡最終狀態(tài)。在小批GB/T9239.12—2021/ISO21940-12:2016轉(zhuǎn)子在試驗設(shè)備上的安裝應(yīng)符合7.2中的規(guī)定。當(dāng)上述條件已滿足時，轉(zhuǎn)子應(yīng)以低加速率升速以保證不抑制振動峰。如果不可能在整個轉(zhuǎn)速范圍進(jìn)行測量，那么應(yīng)在觀測到的第一階撓曲臨界轉(zhuǎn)速的70%和最高使用轉(zhuǎn)速之間測量所有明顯的振動峰。另一種辦法是在降速時測得這些振動峰。在試驗臺上評定轉(zhuǎn)子的不平衡最終狀態(tài)時，宜具有7.2中說明的測試儀器，但在某些情況下可能需a)轉(zhuǎn)子組裝后成一臺有自己動力驅(qū)動的整機(jī)；d)不平衡狀態(tài)取決于負(fù)載，在這種情況下評定剩余不平衡量的負(fù)載范圍宜由制造廠和用戶商定?？赡苁怯蓹C(jī)械不平衡以外的振動源引起的基頻振動。能引起這種振動的一些因素和宜采取的預(yù)防措施在附錄A中說明。9.1.3.2如果機(jī)器任一固定部件或支承基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)在工作轉(zhuǎn)速時共振，即使轉(zhuǎn)子剩余不平衡量遠(yuǎn)在正常敏感性不強(qiáng)時才有用(詳見ISO21940-31)。如果在運轉(zhuǎn)中產(chǎn)生新的不平衡的可能性大，則宜考慮采取條件相抵觸，這時可以將平衡評定和其他目的的試驗結(jié)合在一起進(jìn)行。在機(jī)器試運轉(zhuǎn)時如果懷疑其平才能達(dá)到穩(wěn)態(tài)條件。平衡檢驗一般在無負(fù)載時來做。如果機(jī)器帶負(fù)載運行，檢驗平衡狀態(tài)時的負(fù)載宜由制造廠和用戶種辦法是用手持式振動傳感器在便攜式儀器上讀出振動。9.2基于剩余不平衡限值的評定低速下評定是依據(jù)ISO21940-11中對剛性特性轉(zhuǎn)子評定的方法進(jìn)行。GB/T9239.12—2021/ISO21940-12:2016通常在低速平衡機(jī)上評定這類轉(zhuǎn)子的平衡品質(zhì)。在大多數(shù)情況下，在試驗臺或現(xiàn)場再做高速檢驗。在特殊情況下，經(jīng)制造廠和用戶同意，可以免做高速評定，而依據(jù)低速下轉(zhuǎn)子的剩余不平衡量驗收。這特別適用于作為備件出售的轉(zhuǎn)子，它在現(xiàn)場的最終評定可能要延遲相當(dāng)長的時間。轉(zhuǎn)子應(yīng)完整，所有的附件(例如半聯(lián)軸器、齒輪等)宜裝上。平衡機(jī)宜符合ISO21940-21。評定剩余不平衡量的方法見ISO21940-11,評估不平衡測量過程中的典型誤差見ISO21940-14。評定轉(zhuǎn)子剩余不平衡量之前應(yīng)在適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)以消除任何的暫時彎曲。當(dāng)上述條件滿足時，轉(zhuǎn)子應(yīng)在平衡轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)并讀出每個測量平面上的不平衡量大小和角度。對于已控制初始不平衡量的轉(zhuǎn)子，也應(yīng)說明裝配后的初始不平衡量及測得的剩余不平衡量。對于在裝配期間分階段平衡過的轉(zhuǎn)子或由平衡過的部件組裝而成的轉(zhuǎn)子(方法E)應(yīng)說明每個階段達(dá)到的剩余不平衡量。9.2.3在多轉(zhuǎn)速下基于振型不平衡的評定多轉(zhuǎn)速評定使人們更深入地了解轉(zhuǎn)子的不平衡分布及其預(yù)期的柔性性能。為評定不平衡狀態(tài)，計算相應(yīng)振型的剩余的等效振型不平衡量，定義此等效的振型不平衡量為某個單獨平面上的最小不平衡量，具有與振型不平衡量一樣的效果。這表示計算每階相應(yīng)振型在最靈敏平面上的剩余不平衡量。它假定校正平面位于適當(dāng)?shù)奈恢谩．?dāng)選擇影響系數(shù)來計算等效剩余振型不平衡量時，要特別注意避免與振動讀數(shù)的不重復(fù)性和轉(zhuǎn)子不平衡響應(yīng)的非線性相關(guān)的評估誤差。現(xiàn)場剛性聯(lián)結(jié)的聯(lián)軸器上的平衡面，不宜用作剩余振型不平衡量的評定。因為該聯(lián)軸器激起的振型，在聯(lián)結(jié)成轉(zhuǎn)子系統(tǒng)之后并不存在。其方法如下：a)將轉(zhuǎn)子裝在高速平衡機(jī)或其他高速試驗設(shè)備上。b)如已做好低速平衡，可用影響系數(shù)法或能指示兩面不平衡量的平衡機(jī)來評定轉(zhuǎn)子剛性狀態(tài)的剩余不平衡量。c)將轉(zhuǎn)子升速到靠近第一階撓曲臨界轉(zhuǎn)速的某個安全轉(zhuǎn)速，并記下軸承振動或力的讀數(shù)。d)在轉(zhuǎn)子上加一試加不平衡量，該不平衡量宜足以引起明顯的影響，并且宜放置在對第一階振型有最大影響的軸向位置，在與c)中相同的轉(zhuǎn)速下讀出軸承振動或力的讀數(shù)。e)由c)和d)得到的讀數(shù)作矢量計算，得到等效第一階振型不平衡量。例如在由單個不平衡質(zhì)量形成試加質(zhì)量組的情況下，能用附錄F中的作圖法來做。等效第一階振型不平衡量的大小為： (2)式中：U?——試驗質(zhì)量產(chǎn)生的不平衡量。f)取下該試加不平衡量。g)將轉(zhuǎn)子升速至靠近第二階撓曲臨界轉(zhuǎn)速的某個安全轉(zhuǎn)速，這轉(zhuǎn)速要低于最高安全工作轉(zhuǎn)速，記下軸承振動或力的讀數(shù)。h)在轉(zhuǎn)子上加一試加不平衡量，它宜足以引起明顯的影響，并且宜放置在對第二階振型有最大影響的軸向位置，在與g)中相同的轉(zhuǎn)速下讀出軸承振動或力的讀數(shù)。i)由g)和h)得到的讀數(shù)作矢量計算得到等效的第二階振型不平衡量。e)中的作圖法可用于這種情況。GB/T9239.12—2021/ISO21940-12:2016j)取下該試加不平衡量。在附錄D中給出了一個示例。所有計算得出的剩余不平衡量合成為等效剩余振型不平衡量。注1:給出的方法假設(shè)在靠近某階臨界轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速下測得的振動以相應(yīng)階振型為主，因此，它通常能給出精確近似注2:有時不可能升速至靠近某些重要振型的臨界轉(zhuǎn)速，在這些情況下，有必要采用另外的方法以分離各階振型注3:如果按照7.3的方法平衡之后，轉(zhuǎn)子還保留在平衡設(shè)備上，在平衡期間獲得的數(shù)據(jù)能直接使用，而不需要再注4:試加質(zhì)量組(為了激起特定振型選定的不平衡量組合)能用于剩余振型不平衡量評定，以取代最靈敏平面法。應(yīng)說明校正平面的軸向位置和平衡轉(zhuǎn)速。如果在超速或類似設(shè)備上評定，測量系統(tǒng)和轉(zhuǎn)子在設(shè)備上安裝的總要求宜按7.2的規(guī)定。GB/T9239.12—2021/ISO21940-12:2016(資料性附錄)關(guān)于安裝在現(xiàn)場的轉(zhuǎn)子的注意事項A.1概述慮不平衡以外的影響機(jī)器振動的因素。這些因素概括敘述如下。A.2軸承不對中轉(zhuǎn)子軸承間的小量平行不對中或角向不對中都能影響振動，而這并不是由不平衡引起的。如果出A.3聯(lián)軸器聯(lián)接面的徑向和軸向偏擺軸器表面的徑向和軸向偏擺。在適宜的場合，進(jìn)一步平衡之前宜將誤差校正到公差范圍內(nèi)，此公差根據(jù)機(jī)器尺寸和型式由經(jīng)驗A.4軸承失穩(wěn)一般用于多跨撓性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的流體動力潤滑軸承可能發(fā)生不同型式的失穩(wěn)(例如流體膜渦動或振蕩)。這些影響和可能的補救措施的討論已超出本部分的范圍。GB/T9239.12—2021/ISO21940-12:2016(資料性附錄)最佳平面平衡——低速三面平衡B.1本附錄中的方法適用于有一個位于中間的和兩個位于兩端的校正平面的轉(zhuǎn)子做低速平衡。這種轉(zhuǎn)子要滿足以下全部條件：a)單跨轉(zhuǎn)子，無明顯外懸；b)不平衡量均勻分布或線性分布；c)轉(zhuǎn)子的彎曲柔度沿其軸長不變；d)兩端校正平面的位置對稱于跨度中間；e)連續(xù)工作轉(zhuǎn)速低于而且不明顯靠近第二階臨界轉(zhuǎn)速。若能對轉(zhuǎn)子宜在中間平面上校正的不平衡量占總的不平衡量的比例作出估計，這種轉(zhuǎn)子能在低速平衡機(jī)上滿意地平衡。利用本附錄提供的方法，三面的平衡校正量能由雙面測出的初始不平衡量U和Uk計算得出。由三個不平衡校正量U?、U?和U?對轉(zhuǎn)子上某給定點的力和力矩的矢量和，將補償由初始不平衡量U和UR對同一點的力和力矩的矢量和。B.2可以證明，當(dāng)滿足下列矢量關(guān)系時，將能完全校正包括第一階振型分量在內(nèi)的初始不平衡量。U?=UL一0.5H(U?+Ur)……………(B.1)U?=H(UL十UR)……U?=Uk一0.5H(U?+Ur)……………(B.3)H——中間平面校正量除以初始靜不平衡量；U?,U?,U?,U?和Ur--——矢量。H的值示于圖B.1中，它是≈/l的函數(shù)，此處z是由左端軸承至校正平面1的距離，l是軸承跨距(軸的長度)。20GB/T9239.12—2021/ISO21940-12:2016H0-0.2H-—中間平面校正量除以初始靜不平衡量；——從左邊軸承到校正平面1的距離。圖B.1確定H的圖示宜注意，當(dāng)z/l=0.22時H為零，這表明在這種情況下不再需要中間平面而只需兩端平面，通常稱為“四分之一點平衡”。對于z/l大于0.22,中間平面的校正在軸的另側(cè)(對面)。GB/T9239.12—2021/ISO21940-12:2016(資料性附錄)表C.1給出了不同機(jī)器的轉(zhuǎn)換因子。機(jī)器分類如下。Ⅱ——無專門基礎(chǔ)的中等尺寸機(jī)器及在專門基礎(chǔ)上剛性安裝的發(fā)動機(jī)或機(jī)器(300kW及以下)。Ⅲ——安裝在振動測量方向相對剛硬的剛性重型基礎(chǔ)上，具有旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的大型原動機(jī)和其他大型表C.1典型轉(zhuǎn)換因子(見8.2.6)機(jī)器分類典型機(jī)器軸承座絕對軸絕對軸相對I增壓器15kW以下的小型電機(jī)Ⅱ造紙機(jī)15～75kW的中型電機(jī)在專門基礎(chǔ)上的300kW及以下的電機(jī)壓縮機(jī)小型渦輪機(jī)Ⅲ大型電動機(jī)泵兩極發(fā)電機(jī)渦輪機(jī)及多極發(fā)電機(jī)燃?xì)鉁u輪機(jī)(見8.2.3)兩極發(fā)電機(jī)渦輪機(jī)及多極發(fā)電機(jī)K。是允許的基頻振動與允許的總振動之比(K?≤1)。K?是在平衡設(shè)備上基頻振動的測量(軸和(或)軸承座)值與已安裝在現(xiàn)場的機(jī)器類似的測量值之比(如不適用，則K?=1)。注：關(guān)于K?,“絕對”指相對于一個慣性參考坐標(biāo)系進(jìn)行振動測量，“相對”指相對一個合適的結(jié)構(gòu)進(jìn)行振動測量，例如軸承座。這些術(shù)語的詳細(xì)討論見ISO20816-1。GB/T9239.12—2021/ISO21940-12:2016(資料性附錄)計算等效振型剩余不平衡量的示例D.1剩余不平衡量計算剩余不平衡量計算原理在以下示例中說明。在9.2.3中列出了推薦的方法。燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子有四個校正平面(見圖D.1)。以兩個軸承的振動為平衡計算依據(jù)(傳感器T?和T?)。Pa?,P2,P.?,P——T?,T?——傳感器。圖D.1燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子示例轉(zhuǎn)子的工作轉(zhuǎn)速為10125r/min。轉(zhuǎn)子質(zhì)量1625kg。按照ISO21940-11,等效剛性轉(zhuǎn)子允許的總的不平衡量取G2.5級，為2.37g·mm/kg。等效剛性轉(zhuǎn)子總的剩余不平衡量為：2.37g·mm/kg×1625kg=3850g·mm……(D.1)允許的等效第一階振型不平衡量(60%,見8.3.4.2):2311g·mm。允許的等效第二階振型不平衡量(60%):2311g·mm。對于剛性轉(zhuǎn)子(低速平衡)總的允許剩余不平衡量：3850g·mm,每個平面P和P2為1925g·mm。D.2影響系數(shù)該轉(zhuǎn)子的平衡轉(zhuǎn)速是(參見圖D.2):——1000r/min(低速);——3400r/min(略低于轉(zhuǎn)子共振1);——9000r/min(略低于轉(zhuǎn)子共振2)。由帶試加質(zhì)量的各次運轉(zhuǎn)，計算得出影響系數(shù)如表D.1所示，用于剩余不平衡量計算。影響系數(shù)的單位為(mm/s)/(kg·mm),角度相對于轉(zhuǎn)子上的角坐標(biāo)系給出。23GB/T9239.12—2021/ISO21940-12:2016圖D.2平衡前升速曲線表D.1影響系數(shù)測量點校正平面轉(zhuǎn)速P傳感器T?傳感器T?傳感器T?傳感器T?傳感器T?傳感器T?“用于剩余不平衡量計算的影響系數(shù)。選用最靠近軸承的校正平面Pa和P?做低速平衡。對于其他轉(zhuǎn)速，選用對各傳感器最靈敏的平面。D.3最終振動讀數(shù)在最終平衡狀態(tài)下運轉(zhuǎn)期間測得的振動列于表D.2。表D.2最終振動讀數(shù)轉(zhuǎn)速傳感器T?傳感器T?單位24GB/T9239.12—2021/ISO21940-12:2016D.4低速(1000r/min)下的剩余不平衡量根據(jù)影響系數(shù)法對校正平面Pa、P?(最靠近軸承的平面)和傳感器T?和T?進(jìn)行計算(見表D.3)。表D.3低速下的剩余不平衡量計算值g·mm允許值g·mmPD.53400r/min下的剩余不平衡量在其他平衡轉(zhuǎn)速下