转子动平衡-原理方法和标准

资料 . 技术讲课教案技术讲课教案 主主 讲讲 人：范经伟人：范经伟 技术职称（或技能等级）技术职称（或技能等级） ：高级工：高级工 所在岗位：锅炉辅机点检员所在岗位：锅炉辅机点检员 讲课时间：讲课时间： 2011 2011 年年 06 06 月月 2424 日日 资料 培训题目： 《转子动平衡——原理、方法和标准》 培训目的： 多种原因会引起转子某种程度的不平衡问题， 分布在转子上 的所有不平衡矢量的和可以认为是集中在 “重点” 上的一个矢量， 动平衡就是确定不平衡转子重点的位置和大小的一门技术， 然后 在其相对应的位置处移去或添加一个相同大小的配重。 内容摘要： 动平衡前要确认的条件： 1. 振动必须是因为动不平衡引起。并且要确认动不平衡力占 振动的主导。 2. 转子可以启动和停止。 3. 在转子上可以添加可去除重量。 培训教案： 第一章第一章不平衡问题种类不平衡问题种类 为了以最少的启停次数，获得最佳的平衡效果，我们不仅 要认识到动不平衡问题的类型（静不平衡、力偶不平衡、 动不平衡） ，而且还要知道转子的宽径比及转速决定了采 用单平面、双平面还是多平面进行动平衡操作。同时也要 认识到转子是挠性的还是刚性的。 . 资料  刚性转子与挠性转子  对于刚性转子，任何类型的不平衡问题都可以通过 任选的二个平面得以平衡。  对于挠性转子，当在一个转速下平衡好后，在另一 个转速下又会出现不平衡问题。当一个挠性转子首 先在低于它的 70%第一监界转速下，在它的两端平 面内加配重平衡好后，这两个加好的配重将补偿掉 分布在整个转子上的不平衡质量，如果把这个转子 的转速提高到它的第一临界转速的 70%以上，这个 转子由于位于转子中心处的不平衡质量所产生的离 心力的作用，而产生变形，如图 10 所示。由于转子 的弯曲或变形，转子的重心会偏离转动中心线，而 产生新的不平衡问题，此时在新的转速下又有必要 在转子两端的平衡面内重新进行动平衡工作，而以 后当转子转速降下来后转子又会进入到不平衡状 态。为了能在一定的转速范围内，确保转子都能处 在平衡的工作状态下，唯一的解决办法是采用多平 面平衡法。  挠性转子平衡种类 1. 如果转子只是在一个工作转速下运转， 小量的变 形不会产生过快的磨损或影响产品的质量， 那么 . 资料 可以在任意二个平面内进行平衡， 使轴承的振动 降低到最小即可。 2. 如果一个挠性转子，只是在一个工作转速下工 作， 但是将转子的变形量降低到最小是极其重要 的，这时最好采用多平面动平衡修正。 3. 如果一个转子必须在一个宽广的转速范围内都 能平稳地工作，即该转子在低转速时是刚性的， 在高转速时是挠性的， 这时最好采用多平面动平 衡修正。 临界转速 当转子的转速达到自身产生弯曲共振时的转速， 称为临界 转速。 转子经过临界转速时，转子产生的弯曲振型数，取决转子 转速与转子自振频率相一致的数量。 一般来说转子的转速 低于它的自振频率的 70%时，认为它是一个刚性转子，而 高于它的自振频率的 70%时，认为它是一个挠性转子。由 于转子的转速升高通过它的自振频率而产生弯曲或变形 时，转子的重心就会偏离转子的转子的转动中心线，产生 新的不平衡状态。 第二章第二章如何识别动不平衡问题如何识别动不平衡问题 不平衡问题的主要特征不平衡问题的主要特征 . 资料  振动频谱典型特征：不平衡问题通常是较高的转频振动 占主导，一般其转频振动成份大于或等于其通频振动的 80% 以上。  不平衡力具有一定的方向性，离心力在径向基本是均匀 的，轴及支承轴承的运动轨迹近似为一个圆，然而，由于轴 承座的垂直支承刚度大于水平方向，所以正常的轴及支承轴 承的运动轨迹为椭圆，即正常情况下水平方向振动要比垂直 方向振动大 1.5 到 2 倍，若超出这个范围，可能存在其它问 题，特别是可能存在共振问题。  径向与轴向振动比较，当是不平衡问题占主导时，径向 振动（水平和垂直）要比轴向方向的振动大得多（悬臂转子 除外） 。  悬臂转子不平衡问题的方向性，通常情况下，径向和轴 向振动都比较大，它是静不平衡和力偶不平衡同时存在，所 以通常情况下需要二平面进行平衡修正。  有不平衡振动问题转子， 其振动相位是稳定和可重复的。  不平衡问题会促使共振幅值增大，如果转子的工作转速 比较靠近其系统自振频率处的共振点时，少量的不平衡振动 会增大 10 到 50 倍。  转子不平衡问题的相位表现，在转子输入、输出端轴承 水平方向测量得到的相位差与在转子输入、输出端轴承垂直 方向测量得到的相位差基本相等（ +/-30°）否则主要问题 . 资料 不是动平衡问题。例如，如果在一个电机的输入、输出端轴 承水平方向测量得到的振动相位差为 30°，而在其输入、输 出端轴承垂直方向测量得到的振动相位差近似为 150°，则 工程师企图对这个转子实施动平衡操作，似乎是在浪费时 间。 第三章第三章引起转子不平衡的原因引起转子不平衡的原因  装配错误，安装时一个零件的质量中心线与转动中心线 不重合。  铸造气孔  装配误差  半键问题  转子变形，由于残余应力、受热不均等引起转子变形。  转子上有沉积物  设计不均称，如电动机转子绕线一侧与另一侧是不均称 的。 由以上原因引起转子某种程度的不平衡问题，分布在转 子上的所有不平衡矢量的和可以认为是集中在“重点”上的 一个矢量，动平衡就是确定不平衡转子重点的位置和大小的 一门技术，然后在其相对应的位置处移去或添加一个相同大 小的配重。 . 资料 第四章第四章动平衡操作的重要性动平衡操作的重要性 由于动不平衡产生的力，若不予以修正，在转动设备中具 有很强的破坏性，不仅对支承轴承产生损坏，也会引起机 器基础开裂，焊缝开裂，同时由于不平衡引起的过大的振 幅造成产品质量下降。 由于不平衡产生的离心力取决于转 子的转速和重点的重量。 第五章第五章现场动平衡技术现场动平衡技术 一般来说，对大多数转动设备，最好是在现场进行动平 衡操作，这是因为现场进行动平衡操作是在实际的操作条 下、实际的工作转速下进行，并且转子是在自身支承轴承和 基础之上。 三点现场动平衡操作法三点现场动平衡操作法 1、以工作转速启动转子， 测量和记录原始振动幅值为 O’。 例如，O’＝6 mils（152um） 2、以 O’为半径，画圆，如图 1 所示。 . 资料 3、停下转子，在转子上取三个点“ A” 、 “B”和“C” ，相 隔近似 120°。不一定是很准确的 120°，然而三点相隔的 角度必须是已知的，在我们的例子中如图 2 所示， “A”点是 起点标注为 0°。其它点标注如图 2 所示。 4、选择一块合适的试重，安装到转子点“A”处，此处可 参考计算试加重的公式。 . 资料 例如， 试加重（TW）＝ 10 ounces （283.5 克） 5、启动转子达到正常工作转速，测量并记录此时的振动 幅值记为 O’+T1。 在我们的例子中 O’+T1＝4 mils（102um） 。 6、如图 3 所示，以 A 点为圆心，以 O’+T1 为半径做圆。 在我们的例子中以点“A”为圆心，以O’+T1＝4 mils 为半 径做圆。 7、停下转子，