《机械振动 转子平衡 第12部分：具有挠性特性的转子的平衡方法与允差gbt 9239.12-2021》详细解读

《机械振动转子平衡第12部分：具有挠性特性的转子的平衡方法与允差gb/t9239.12-2021》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语和定义4挠性特性转子动力学和平衡的基础5转子结构型式6挠性特性转子低速平衡方法7挠性特性转子高速平衡方法contents目录8评定准则9评定方法附录A(资料性附录)关于安装在现场的转子的注意事项附录B(资料性附录)最佳平面平衡—低速三面平衡附录C(资料性附录)转换因子附录D(资料性附录)计算等效振型剩余不平衡量的示例contents目录附录E(资料性附录)确定转子具有刚性特性还是挠性特性的方法附录F(资料性附录)不平衡校正计算方法参考文献011范围0102适用对象针对不同类型的挠性转子，如汽轮机、燃气轮机、压缩机等，提供相应的平衡解决方案。本标准适用于具有挠性特性的转子，在设计与制造过程中进行平衡处理时的方法选择及允差规定。123阐述挠性转子在静态与动态条件下的平衡原理，包括力平衡与力矩平衡的基本要求。详细介绍各种平衡方法，如单面平衡、双面平衡以及多面平衡等，并给出各种方法的特点与适用范围。明确平衡过程中的允差要求，包括残余不平衡量、相位允差等关键指标，确保转子运行的安全与稳定。平衡方法与允差0102关联标准与规范强调在实施本标准过程中，应遵循的相关法规、规范以及企业内部管理制度，确保操作的合规性与一致性。列举与本标准密切相关的其他国家标准、行业标准以及国际标准，如转子动力学设计导则、旋转机械振动测量与评价等。022规范性引用文件引用标准通用平衡词汇GB/T9239.1机械振动转子平衡第1部分平衡机与平衡方法的描述与评定GB/T9239.2机械振动转子平衡第2部分平衡允差在规定平衡转速下，转子剩余不平衡量所允许的最大值。挠性转子在工作转速范围内，转子出现显著挠曲变形的转子。模态平衡针对挠性转子在特定模态下的不平衡量进行平衡的方法。术语和定义本标准中使用的符号均符合GB/T9239.1中的规定。本标准中使用的单位均为国际单位制单位，如米、千克、秒等。对于特定情况，也允许使用其他单位，但需明确说明。符号单位符号和单位033术语和定义定义具有在运转时产生显著挠曲特性的转子，其质心位置相对于几何轴线发生明显偏移。特点挠性转子在高转速下会出现较大的弯曲变形，因此其平衡过程需考虑转子的动态特性。3.1挠性转子进行转子平衡时所选用的转速，通常根据转子的工作转速范围及平衡机的性能确定。定义平衡转速的选择会影响平衡结果的准确性和转子在实际运行中的平稳性。影响因素3.2平衡转速3.3平衡品质等级定义表示转子平衡后剩余不平衡量大小的指标，通常划分为不同等级，以满足不同运转条件下的平稳性要求。评定方法根据国际标准或行业标准规定的方法进行评定，包括许用不平衡量、不平衡度等参数。在规定的平衡品质等级下，转子所允许的最大剩余不平衡量。平衡允差是评定转子平衡质量是否合格的重要依据，也是制定平衡工艺和选择平衡设备的重要参考。3.4平衡允差作用定义044挠性特性转子动力学和平衡的基础定义挠性转子是指在工作转速范围内，转子轴线的弯曲变形不能忽略的转子。特性挠性转子在旋转过程中，由于离心力的作用，轴线会产生明显的弯曲变形，这种变形会影响转子的平衡状态。挠性转子的定义与特性03不平衡响应当挠性转子存在不平衡时，其振动响应会更为复杂，包括弯曲振动、扭转振动等，需要通过平衡技术来减小不平衡量。01动力学模型为了研究挠性转子的动力学行为，需要建立准确的动力学模型，包括转子的质量分布、刚度特性以及阻尼特性等。02临界转速挠性转子在旋转过程中会存在一个或多个临界转速，这些转速是转子发生共振的转速，需要特别关注并避免。挠性转子动力学基础平衡机的使用平衡机是进行转子动平衡的重要设备，可以测量转子的不平衡量，并计算出需要增加或减少的质量。动平衡原理通过在转子上增加或减少质量，使其质心与旋转轴线重合，从而达到平衡状态。对于挠性转子，需要考虑其在不同转速下的变形情况，进行动平衡。平衡精度与标准挠性转子的平衡精度需要满足一定的标准，以确保其运行平稳、可靠。不同行业和应用领域对平衡精度的要求可能有所不同。挠性转子的平衡方法在规定条件下，转子经平衡后所允许存在的不平衡量或不平衡度。这一指标用于衡量转子平衡的优劣程度。平衡允差根据实际应用需求和行业标准，制定挠性转子平衡的验收准则。这些准则通常包括不平衡量、振动幅值、相位角等关键参数的允许范围。验收准则平衡允差与验收准则055转子结构型式刚性转子在工作转速范围内，转子的挠曲变形可忽略不计，各质点均绕轴线作同步回转。挠性转子在工作转速范围内，转子会产生明显的挠曲变形，各质点绕自身轴线作不同步回转。5.1转子类型具有较大的刚性，转速较低时能保持较好的平衡状态。但随着转速的提高，离心力增大，可能导致转子产生较大的振动。刚性转子结构特点具有较高的柔性，能够在高速运转时通过自身的挠曲变形来吸收和分散离心力，从而保持相对稳定的平衡状态。但挠性转子的平衡难度较大，需要采用更为精确的平衡方法。挠性转子结构特点5.2转子结构特点主要应用于低速、重载的场合，如大型水泵、风机等。这些设备转速较低，对转子的平衡要求相对较低，因此采用刚性转子更为合适。刚性转子应用场合主要应用于高速、轻载的场合，如汽轮机、燃气轮机等。这些设备转速较高，需要转子具有较好的挠性特性来保持平衡，因此采用挠性转子更为合适。同时，在航空航天、精密机械等领域，对转子的平衡要求极高，也常采用挠性转子。挠性转子应用场合5.3转子应用场合066挠性特性转子低速平衡方法清理转子在进行平衡前，需对转子进行全面清理，去除表面的油污、杂质等，确保转子表面干净。检查转子检查转子的外观和结构，确认无裂纹、损伤等缺陷，保证转子的完整性。安装平衡装置根据转子的类型和尺寸，选择合适的平衡装置，如平衡机、传感器等，并正确安装在转子上。平衡前的准备工作刚性转子平衡方法对于刚性转子，可以采用单面或双面平衡方法进行平衡。通过测量转子的不平衡量，并在适当位置添加或去除质量，使转子达到平衡状态。挠性转子平衡方法对于挠性转子，由于其在运转过程中会产生弯曲变形，因此需采用更复杂的平衡方法。通常包括模态平衡法和影响系数法。这些方法需要综合考虑转子的弯曲变形、转速、支承条件等因素，通过多次试验和测量，找到最佳的平衡方案。平衡方法的选择与实施

平衡效果的评估与调整评估标准根据国家标准或相关规范，制定平衡效果的评估标准。通常包括不平衡量、振动幅值、相位等关键指标。效果评估在平衡完成后，对转子进行运转试验，测量其振动情况。将测量结果与评估标准进行对比，判断平衡效果是否达标。调整优化若平衡效果未达标，则需根据测量结果对平衡方案进行调整优化。通过反复试验和调整，直至达到满意的平衡效果。077挠性特性转子高速平衡方法减小转子在高速运转时的振动01通过高速平衡，可以调整转子的质量分布，使其在高速运转时产生的振动最小化。提高转子运行的平稳性02高速平衡能够确保转子在高速运转时保持平稳，避免因振动过大而导致的设备损坏或性能下降。延长转子的使用寿命03通过减小振动，高速平衡可以降低转子的疲劳损坏风险，从而延长其使用寿命。高速平衡的目的针对挠性转子的特定模态进行平衡，通过测量和分析转子的振动模态，确定需要调整的质量分布，以达到平衡状态。模态平衡法在转子高速运转时，通过测量各个校正平面上的振动幅值和相位，利用影响系数矩阵计算出所需添加的配重或去重的位置和大小。影响系数法在多个转速下对转子进行平衡，同时考虑多个校正平面，以确保在各个转速下转子都能达到良好的平衡状态。多转速多平面平衡法高速平衡的方法在进行高速平衡时，应使用高精度的测量设备，并确保测量结果的准确性，以避免因测量误差而导致的平衡效果不佳。确保测量准确高速平衡过程中涉及转子质量的调整，操作时应谨慎小心，避免对转子造成不必要的损伤。谨慎操作在进行高速平衡时，应综合考虑转子的结构特性、工作转速范围以及使用环境等因素，以确保平衡效果的全面性和可靠性。综合考虑多种因素高速平衡的注意事项088评定准则03平衡品质等级通常与转子的设计、制造精度以及使用要求密切相关。01平衡品质等级是评定转子平衡效果的关键指标，它反映了转子在特定转速下的振动情况。02平衡品质等级越高，表示转子在运转过程中的振动越小，平稳性越好。8.1平衡品质等级允差范围是指转子在平衡过程中，其不平衡量所允许的最大偏差值。允差范围的大小直接影响到转子的平衡精度和运行稳定性。制定合理的允差范围需要综合考虑转子的结构特点、工艺水平以及使用条件等多种因素。8.2允差范围评定转子平衡效果需要遵循一定的方法和步骤，以确保评定的准确性和可靠性。通常包括确定评定标准、选择测量设备、进行实际测量以及分析评定结果等步骤。在评定过程中，还应注意操作规范，避免人为因素对评定结果造成干扰。8.3评定方法与步骤评定结果可以为转子的设计优化提供重要依据，帮助改进转子的结构和制造工艺。同时，评定结果还可以作为转子质量控制的参考标准，确保生产出的转子符合相关要求。在转子使用过程中，定期对其进行平衡评定也是确保设备安全稳定运行的重要措施之一。8.4评定结果的应用099评定方法评定依据根据国家标准和相关行业标准，结合转子实际应用场景和使用要求，确定合理的平衡品质等级。等级划分与允差将平衡品质等级划分为不同级别，每个级别对应不同的残余不平衡量允差范围，以确保转子运行的平稳性和可靠性。平衡品质等级定义平衡品质等级是评定转子平衡效果的关键指标，它反映了转子在特定转速下残余不平衡量的大小。平衡品质等级评定检验设备采用专用的动平衡机或现场动平衡仪进行检验，确保测量结果的准确性和可靠性。检验步骤按照规定的检验程序进行操作，包括转子安装、测量、数据处理等，以确保检验结果的客观性和有效性。检验结果判定将测量结果与平衡品质等级评定标准进行对比，判定转子是否达到预期的平衡效果。若不符合要求，则需进行进一步平衡处理。平衡品质检验方法精细加工工艺采用先进的加工工艺和设备，提高转子加工的精度和一致性，减小加工过程中产生的不平衡量。定期维护与检修对运行中的转子进行定期检查和维护，及时发现并处理潜在的不平衡问题，确保转子始终处于良好的平衡状态。优化转子设计通过改进转子结构、选用高质量材料等方式，降低转子自身的不平衡量，提高其平衡品质。平衡品质提升措施10附录A(资料性附录)关于安装在现场的转子的注意事项确认转子型号与规格根据实际需求选择适合的转子，并确认其型号、规格及性能参数。检查转子外观检查转子表面是否有明显的损伤、变形或裂纹等缺陷。准备安装工具与材料提前准备好所需的安装工具，如起重设备、扳手、螺栓等，并确保材料质量可靠。现场安装前的准备安装过程中的注意事项严格遵守安装规程按照制造商提供的安装指南或相关标准进行操作，确保安装过程准确无误。保持转子平衡在安装过程中，应采取有效措施防止转子发生倾斜或不平衡现象，以确保其稳定运行。监测与调整在安装过程中，要实时监测转子的状态，并根据实际情况进行必要的调整，以达到最佳安装效果。安装完成后，应对转子的安装质量进行全面检查，确保各项指标均符合要求。检查安装质量进行试运行记录与归档在正式投入使用前，应对转子进行试运行，以验证其性能及稳定性是否达到预期效果。将整个安装过程中的重要数据、参数及操作情况记录下来，并妥善保管，以便日后查阅和参考。030201安装后的检查与试运行11附录B(资料性附录)最佳平面平衡—低速三面平衡平衡原理三面平衡法低速三面平衡法是一种在三个不同平面上进行平衡的方法，通过调整转子的质量分布，使其在运转过程中达到动态平衡。平衡目标该方法旨在减小转子在运转过程中产生的振动和噪音，提高其运行平稳性和可靠性。在进行平衡前，需要对转子的初始不平衡量进行测量，以确定平衡调整的基准。初始测量按照特定的顺序，依次在三个平面上进行平衡调整，通过增加或减少质量来消除不平衡。逐面平衡在每个平面完成平衡调整后，需要进行反复的校验，确保转子的平衡状态达到预期要求。反复校验平衡步骤VS完成平衡后，需要对转子进行振动检测，以评估其平衡效果是否达标。噪音测试同时，还需对转子进行噪音测试，确保其运转过程中的噪音水平符合相关标准。振动检测平衡效果评估进行低速三面平衡时，需严格遵守操作规范，确保平衡调整的准确性和安全性。定期对平衡设备进行维护和保养，保证其处于良好的工作状态，提高平衡效率。操作规范设备维护注意事项12附录C(资料性附录)转换因子转换因子的定义转换因子是指用于将某一物理量的单位转换为另一单位的比例系数。在本标准中，转换因子特指用于将转子平衡测量中不同单位制之间进行转换的系数。转换因子的应用转换因子可用于将转子平衡的测量结果从一种单位制转换为另一种单位制，以便更好地满足实际应用需求。通过应用转换因子，可以方便地对不同单位制下的平衡数据进行比较和分析。转换因子的计算需根据具体的单位制转换需求进行，一般可通过查阅相关资料或咨询专业人士获取。在计算过程中，需确保所使用的转换因子准确无误，以避免因单位制转换而产生的误差。转换因子的计算方法在使用转换因子时，应明确所使用的单位制和转换目标，避免因单位混淆而产生错误。需注意转换因子的有效范围和适用条件，避免在不适用的场合进行单位制转换。使用转换因子的注意事项13附录D(资料性附录)计算等效振型剩余不平衡量的示例定义概述等效振型剩余不平衡量是指在特定振型下，转子剩余的不平衡量所产生的等效振动效应。计算目的通过计算等效振型剩余不平衡量，可以评估转子的平衡状态，并为后续的平衡调整提供依据。等效振型剩余不平衡量的定义根据转子的实际振动情况，选择合适的振型函数来描述转子的振动形态。确定振型函数利用动平衡机或其他测量设备，测量转子在特定转速下的原始不平衡量。测量原始不平衡量根据振型函数和原始不平衡量数据，通过特定的算法计算等效振型剩余不平衡量。计算等效振型不平衡量对计算得到的等效振型剩余不平衡量进行分析，判断其是否满足设计要求或平衡标准。分析结果计算方法与步骤转子的结构特性、转速、支撑条件等都会对等效振型剩余不平衡量的计算结果产生影响。影响因素在进行等效振型剩余不平衡量计算时，需确保测量数据的准确性，并选择合适的振型函数以获得更精确的结果。同时，应参考相关标准或规范进行操作，以确保计算过程的合规性和结果的可靠性。注意事项影响因素与注意事项14附录E(资料性附录)确定转子具有刚性特性还是挠性特性的方法刚性转子在工作转速范围内，转子的挠曲变形可以忽略不计，各质点均绕轴线作等角速度转动，且轴线位置不随时间变化的转子。0102挠性转子在工作转速范围内，转子的挠曲变形不能忽略，各质点不仅绕轴线作等角速度转动，同时轴线本身也作空间曲线运动的转子。刚性转子与挠性转子的定义临界转速判断法通过计算或实测确定转子的各阶临界转速，将工作转速与临界转速进行比较，若工作转速低于最低阶临界转速，则为刚性转子；反之，则为挠性转子。挠曲变形量评估法在转子运转过程中，通过测量其挠曲变形量来评估其刚性或挠性特性。若挠曲变形量很小，可视为刚性转子；若挠曲变形量较大，则为挠性转子。确定转子特性的方法影响因素转子的结构形式、尺寸、材料、支承方式以及工作条件等都会对其刚性或挠性特性产生影响。判定准则在实际应用中，通常根据具体需求和经验制定相应的判定准则，以确定转子是否具有刚性特性还是挠性特性。例如，对于某些高精度要求的机械系统，可能需要对转子的挠曲变形进行更为严格的控制，从而将其视为挠性转子进行处理。影响因素与判定准则刚性转子与挠性转子的平衡方法差异主要采用静平衡和动平衡两种方法。静平衡是通过调整转子的质量分布，使其在静止状态下达到平衡；动平衡则是在一定转速下，通过测量和校正转子的不平衡量，使其达到动态平衡状态。刚性转子的平衡方法由于挠性转子在工作过程中会发生挠曲变形，因此其平衡方法相对更为复杂。通常需要在多个转速下进行动平衡试验，以确定各阶临界转速下的不平衡量，并采用相应的校正措施进行平衡。此外，还可以采