转子动平衡——原理、方法和标准要点

1、植隼国隼白电JKUHP1 SHENHUA G岫阿* T闻*N NWEH技术讲课教案技术讲课教案主讲人：范经伟技术职称（或技能等级）：高级工所在岗位：锅炉辅机点检员讲课时间：2011年06月24日技术讲课教案&祜隼国隼白电培训题目：转子动平衡一一原理、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：.振动必须是因为动不平衡引起。弁且要确认动不平衡力占 振动的主导。.转子可以启

2、动和停止。.在转子上可以添加可去除重量。培训教案：第一章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。技术讲课教案植隼国隼白电dmnHP1GUHUA TAJSMAN POWER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 个转速下又会由现不平衡问题。当一个挠性转子首 先在低于它的70%第一监界转速下，在它

3、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.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

4、的磨损或影响产品的质量，那么技术讲课教案神隼国隼白电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。.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。.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

5、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。第二章如何识别动不平衡问题 不平衡问题的主要特征4技术讲课教案&祜隼国隼白电振动频谱典型特征：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

6、生这个范围，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、输由端轴承 水平方向测量得到的相位差与在转子输入、输由端轴承垂直 方向测量得

7、到的相位差基本相等（+/-30 ）否则主要问题不5技术讲课教案神隼国隼白电GlHUA T胸“N NWEH是动平衡问题。例如，如果在一个电机的输入、输由端轴承 水平方向测量得到的振动相位差为30 ,而在其输入、输由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 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

8、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。第四章动平衡操作的重要性技术讲课教案隼国隼白电GIKIHUA T闻*N NWEH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

9、、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)以O为半径，画圆，如图1所示。7技术讲课教案停下转子，在转子上取三个点“ A”、B”和“C”，相隔近似120 o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 o其它点标注如图 2所示。FIGURE 2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。例如， 试加重（TW） = 10 ounces （283.5 克）启动转子达到正常工作转速，测量并记

10、录此时的振动幅值记为O+T1。技术讲课教案6、OA在我们的例子中如图3所示，以点为圆心，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。停下转子，将在点处所加的试重移到 B点处。启动转子达到正常工作转速，测量和记录新的振动幅值记为O+T2。在我们的例子中 O+T2 = 8 mils (203um)。9、以B点为圆心，以 O+T2为半径做圆。在我们的例子中 此圆半径为 O+T2=8 mils (203um)如图4所示。10、停下转子将在 B点处的试加重量移到 C点处。11、启动转子达到正常工作转速，测量和记录新的振动幅值记为O+T3。在我们的例子中 O+

11、T3=11 mils (279um)o12、以C点为圆心，以 O+T3为半径做圆。在我们的例子中 此圆半径为 O+T3=11 mils (279um)如图5所示10祗华国隼台电SHENHUATAMMAN TOWER技术讲课教案FIGURE 614、使用与画原始振动圆时相同的比例，测量直线段“ T” 的长度。注，如图5所示，从A、B、C绘制的三个圆相交于点 Do 13、从原始振幅圆的圆心“ O”按图6所示方式画直线 OD, 该直线标记为“ T”。在我们的例子中，经过测量后，此“T”直线的长度为5.25in (133mm)。15、使用下面的公式，计算修正重量：CW=TW(O 7T)式中：cw=修正重:H丁川=试加重量O=原始不平衡振幅读数T =测量的结果矢量在我们的例子中，计算结果如下：CW=TW(O 7T)CW=10ozX (6.0/5.25)11技术讲课教案隼国隼白电JnKnP SHENHUA G的柚鼻 fOWERCW=11.4oz或CW=TW(O 7T)CW=283.5 克 X ( 152/133)CW=323 克16、按图7所示，使用量角器，测量直线“ T与直线 OA 之间的角度，此角度即是修正重量相对于转子上的“A”点的安装角度。FIGURE 7在我们的例子中，这个角度经测量得41 o17、停下转子，从“ C”点处拆下