简易风机转子找动静平衡的方法.ppt

简易风机转子找动静平衡的方法理论培训,讲课人：陆庭智培训时间：2014年11月17日讲课地点：检修部学习室培训对象：炉检一、二班全体人员,引言,引起风机振动的原因很多，转子不平衡是风机振动的原因之一。专业技术书籍中介绍的找风机转子动平衡的方法有多种，但在实际工作中使用这些方法都比较复杂，难以让检修人员所熟练掌握与应用。在此介绍几种在以往的工作实践中摸索总结得来的简易找风机转子动静平衡方法。,平衡术语定义,平衡中心：转子静止时，轴线和垂直通过转子重心的轴线的平面交点。临界转速：在系统发生共振时的转速。重心：在均匀的重力场中，物体各质点所受重力的合力通过物体的那一点。轴承中心线：连接轴承横断面轮廓质心的中心直线。局部质量偏心：从与轴线垂直的转子上切出各细小的轴向圆，每个圆的重心与轴线间的距离即为局部质量偏心。,质量偏心：系指双轴承的转子，其重心偏移轴线的距离。刚性转子：在工作转速范围内不会出现使转子轴线发生弯曲变形的临界转速的转子。完全平衡的转子：凡是转子质量的分布使该转子不把离心力引起振动力传给轴承，则为完全平衡的转子。动态不平衡：凡是中心主惯性轴线不与轴线重合时，就产生动态不平衡。静态不平衡：中心主惯性轴平行偏离于轴线的不平衡状态。力偶不平衡：中心主惯性轴和轴线相交于重心的不平衡状态。剩余不平衡：平衡后仍遗留下来的任何种不平衡状态。不平衡力：转子在校正平面上所形成的不平衡状态而引起的离心力（相对轴线）。,不平衡的原因分析,1、设计与制图误差零件旋转不均匀对称；转子上有未加工的表面；由于配合粗糙产生径向和轴向振摆；2、材料缺陷铸件有气孔；材料密度不匀；材料厚度不一致；例如：焊接结构滚动轴承的转动误差和间隙过大。3、加工与装配误差焊接和浇铸上的造型缺陷；切削加工的切削误差；例如：轴颈偏心平面不与轴线垂直；由于加工产生永久变形；固定螺钉拧紧程度不均引起挠曲；钻孔零件不一致，例如：螺钉长度不一致，衬垫材料的种类不一致以及螺母种类不一致。,转子质量不平衡的产生原因及其危害,产生原因：1、材料内部组织不均；2、加工所形成的形位误差3、转子部件腐蚀、磨损。4、转体通道内介质不均匀。危害：转子质量不平衡会使转子的重心偏离中心，从而引起振动。,质量不平衡的分类,质量不平衡的分类：1、静不平衡2、动不平衡3、动静混合不平衡静不平衡的分类：（1）显著静不平衡（2）不显著静不平衡,转子不平衡的三种类型,偏心距,相位角,振动方向和振动力方向的夹角叫相位角。往往转子不平衡的位置指在旋转时不在偏移位置上，而是沿角速度的方向超前一个角度，所以相位角也叫滞后角，用表示。,对于一个转子，如果转速不变，则其相位角是一个固定值，因此，转速变化会引起振动相位变化。转速不变、转子不平衡重量的改变，也使相位角发生变化，相位角的变化范围在0-180之间，转速越高，值越大，但最大就是180。,离心力的计算方法,已知转子的重量及其重心偏离旋转中心线的距离，当转子以等角速度旋转时，其产生的不平衡离心力为：F=m2(公斤)式中：m转子质量W转子重量（公斤）g重力加速度g=9.8米/秒2转子重心偏移值（米）转子旋转的角（孤度/秒）n转子每分钟的转速,什么情况下要动平衡校验,当转子外径D与长度l满足D/l5时，不论其工作转速高低都只需进行静平衡。b.当lD时，只要工作转速大于1000(转/分)，都要进行动平衡校验。在理论上规定是这样的，实际工作中对于转子上任一配件，或者经过检修没有更换配件的转子也需动平衡校验。在组装过程中，各配件之间产生的间隙都符合安装标准但对整个转子件，它的累计误差有可能超过该转子的动平衡精度。特别是对一些装有轴承底套的转子件，更应该在总装前经动平衡校验。,现场找动平衡方法,风机叶轮工作中的严重磨损（腐蚀）、积灰积垢，造成风机转子不平衡，从而导致整个风机振幅加大，严重影响生产的正常运行。因此，如何在施工现场为风机做平衡并清除不平衡因素，在长期的生产实践总结出了一套行之有效的简易作图法找出叶轮轻点位置，并在轻点位置处加配重，以清除风机的不平衡。,常用风机找动平衡的几种方法,两点法测出风机在工作转速下两轴承的振动振幅，若A侧振动大（振动值为Ao），则先平衡A侧，在转子上某一点（作记号1）加上试加质量M，测得振动值为A1，按相同半径将此试加质量M移动180（作记号2），测得振动值为A2，根据测得的A0、A1、A2值，选适当的比例作图，求出应加平衡质量的位置和大小。做法下图：,作ODM，使OM：OD：DM=A0：A1/2：A2/2，延长MD至C，使CD=DM，并连接OC；以O为圆心，OC为半径作圆O；延长CO与O圆交于B，延长MO交圆于S，则OC为试加质量M引起的振动值（按比例放大后的振动值），平衡质量Ma为：Ma=M*OM/OC。由图中量得角COS为d，则平衡质量应加在第一次试加质量位置1的逆转向角或顺转向d角处，具体方位由试验确定。,闪光测相法找动平衡,其原理是引起转子振动的干扰力就是不平衡质量产生的离心力，通过仪器测出干扰力的最大振幅及相位变化，运用向量计算可知不平衡质量的大小和位置，在其相反位置上加上相等的质量，就可抵消由于不平衡质量而产生的振动。用闪光灯的闪光时间直接受振动相位的控制，当转速和闪光灯的闪光频率同步时，闪光灯每次闪光的时间正好是转轮到同一位置的时候，闪光测相法步骤分为9步，数次试加平衡块和启动转机，测得振幅和相位，再进行向量作图运算，以求出应加平衡块的质量和位置。在此可看出以上这些方法难以被检修人员掌握和运用的原因有：1）步骤多，耗时长，反复试加重块；2）复杂，需作图计算，并动用专用仪器。,三点法,一）使用工器具及耗材测振仪（振动表）、焊机、钢卷尺、气割工具、精度为克的电子台秤、配重块若干、石笔、圆规、量角器、计算器、三角板等。,二）具体步骤1、确定试加配重块的重量：根据风机的原始振动值，用振动表测量垂直、水平两个方向的振动值，取其中最大的值作为平衡计算的依据，确定试加配重块的重量。试加配重块的重量与风机的叶轮重量和最大振动值有关，用电子称称取重量完全相同的三块配重块：M1=M2=M3试加配重块计算公式M=150AG(3000n)2RA为初始振动值G为转子叶轮的重量R为配重圆半径mm（可粗略近似叶轮半径）n为转子工作转速,2、安装试加配重块并测量最大振动值：根据叶轮直径算出叶轮的圆周长L，将叶轮外圆周长L分成三等分，即先在风机叶轮边缘上任意一个点为第一点，然后从该点沿顺时针方向1200得第二点，沿第一点逆时针方向1200得第三点，并用石笔打上记号，分别在三个点上写上A、B、C(或1、2、3)三个数字。然后取配重块M1固定在该点上，这三个点的位置均位于风机叶轮边缘上（固定时所用的螺栓重量要计入，M=M1+Ma,其中Ma所表示的是固定螺栓的重量，并要求固定螺栓的重量Ma三次固定过程中重量要一致）。然后封闭封闭检修人孔门，启动风机，测量风机在水平、垂直量个方向的振动值，取其中最大振动值作为第一次记录的数值A1，在启动风机的过程中要有专人站在事故按钮处，当发现振动很大或风机轴与固定油封摩擦起火花及风机安全运行时，要及时打跳风机（遇到这种情况重新在风机叶轮上确定三个点）。风机启动过程中测量人员站在轴向位置，风机启动后测量人员快速测量完后马上停运风机，防止振动值偏大运行时间过长损伤风机的轴承、固定油封等部件。停运风机后，将第一次固定的配重块取下。同理按上述测得的方法在第二个及第三点的最大振动数值A2、A3。,3、画图确定应加配重块的位置及重量：在一张准备好的纸上以O点为圆心，以A1、A2、A3的数值或将这三个数按比例转化后的数值为半径做同心圆（或画圆弧），得到三个同心圆（或三段圆弧）A1、A2、A3。在三段圆弧上分别取三个点b、a、c作一个等边三角形abc，且等边三角形abc的中心点为s，并以s为圆心作等边三角形abc的外接圆，与Os连线相交于s点。s点即是应加平衡重量的位置。用三角板测量Os及as的长度，并用量角器量出角ssb的夹角，根据该夹角算出圆弧14sb的边长，然后根据几何比例关系：（as的长度风机叶轮半径长度=圆弧长度风机叶轮圆弧的长度），就可以求出风机叶轮的配重点，s点位于风机叶轮第二点逆时针方向14sb长度的位置（s点是整个风机叶轮不平衡最轻点）。根据动平衡公式代入得：应加平衡块重量m=MOsas。,4、焊接最终配重块：在风机叶轮上s点焊上应加平衡块，应加平衡块的重量m=焊条（除去药皮）的重量+配重块的重量。要求应加平衡块位于焊接于叶轮外沿边缘位置（与前三次安装的试加配重块径向位置相同）。焊接配重块时要求每条边都焊接牢固，并将药皮清除干净，如风机是在含粉尘环境中工作的要将实际配重块焊接在不直接受迎风冲刷的面，这样有利于减小配重块的磨损，从而延长下一次找平衡的时间间隔。,作图法,具体步骤介绍给风机转子做动平衡，关键是找出叶轮轻点位置，并确定所加平衡块质量。用作图法找平衡(见图)，具体步骤如下：第一步开启风机，稳定运行后，在最能反映风机振动情况的M点（轴承座等)，用测振仪测的初始振幅A0，记录后停机。,第二步将叶轮前盘(或后盘)圆周3等分，分别记作1点，2点，3点。第三步在1点处夹上预先制作好的夹块P(根据风机叶轮大小确定其质量，一般为m=150g300g)，重复步骤1，测M点振幅A1。第四步更换夹块P的位置到2点和3点，重复步骤3，依次测得M点振幅A2，A3。,第五步作图以A0为半径作圆，圆心为O，将该圆3等分，分别记作O1点，O2点，O3点；以O1为圆心，A1为半径作弧；以O2为圆心，A2为半径作弧；以O3为圆心，A3为半径作弧。上述3条弧线分别交于B，C，D三点。,第六步作BCD的重心O4，O4点即为轻点，连接O4与圆心O，并延长交圆0于Os点，Os点即为加配重铁块的点。计算配重质量：测得圆心O到O4的长度为L，则Os点配重质量M（配重）=mpA0/2L。,第七步在风机叶轮前盘(或后盘)圆周上找出实际Os点位置，将配重为m配铁块焊牢。至此，风机完成做动平衡。,风机转子找动平衡的质量要求及标准,1、将叶轮等分为三等分时，必须将其均分；2、试重块的计算必须准确，否则将影响在3个点运转时测取振动值的准确性；3、配重块的安放必须准确，否侧会影响找平衡；4、称取安装的配重块的重量时，必须将用于固定配重块的物件考利在内（若是使用焊接方式固定，称取配重块重量时连同焊条一起称取，且焊条必须将药皮和焊头重量剔除）5、配重块安装完毕后，启动风机，是风机达到既定频率运行，测取各点振动值；根据转子重量，一般大型转动设备，水平振动不大于8丝、垂直振动不大于10丝、轴向不大于10丝为合格。,转子找静平衡,（一）种类：轨道式轴承式,对静平衡台的要求,1、静平衡台应有足够的刚性。1t以下的转子，a=36mm；16t的转子，a=330mm。2、轨道的长度、材料：约为轴颈直径的68倍，材料为碳素工具钢或钢轨。3、加工精度：工作面经磨床加工，其表面粗糙度不大于0.4,4、轨道的水平度：应0103mmm。5、两轨道间不平行度：应2mmm。6、安装位置：静平衡台的安放位置应设在无机械振动和背风的地方,对转子的要求,1、转子应在找静平衡前检修完毕并组装好；2、套装件不得有松动现象；3、轴颈的不圆度002mm，圆锥度005mm；4、采用假轴找静平衡时，假轴的加工精度不得低于原轴的精度。,找静平衡前的准备工作,1、工量具的准备扳手、框式水平仪、天平、钢钣尺、划针盘等。2、材料的准备调整垫片、玻璃泥或橡皮泥、黄油等。3、确定静不平衡的种类,找静平衡的适用范围,适合质量分布较集中、机件少而窄、转速较低的转动设备（低速转子）。对于尺寸较小的转子，满足D/L5时，不论转速高低一般只要做静平衡就能满足平衡的要求。,两次加重法（找显著静不平衡）,1、找出转子偏重方位，划AB线。2、第一次试加质量，求S的大小。3、第二次试加质量，求P的大小。4、计算平衡质量Q的大小。Q=S+P/25、加平衡质量Q，检验平衡效果。,判定不平衡重的方位,第一次试加质量,第二次试加质量,加平衡质量