《转子动平衡——原理、方法和标准》

1、华国华台电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，然后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， 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:第一章不平衡问题种类为了以

2、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。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 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

3、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

4、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6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。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。第二章如何识

5、别动不平衡问题不平衡问题的主要特征振动频谱典型特征：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%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

6、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

7、76;，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，分布在转子上的所有不平衡矢量的和可以认为是集中在“重点”上的个矢量，动平衡就是确定不平衡转子重点的位置和大小的门技术，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石81华国华台S技术讲课教案华国华台电jKnHV MH" ti

8、UDMJA 血册 Kn毎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F、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。1、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 0'例如，O '= 6 mils (152um)2、以0'为半径，画圆，如图

9、1所示。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。84、5、启动转子达到正常工作转速，测量并记录此时的振动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）幅值记为0 'T1。困华国华目电技术讲课教案10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'

10、;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，将在A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。华国华台电技术讲课教案12FIGURE 410、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0 'T3。在

11、我们的例子中0 'T3 = 11 mils (279um )。12、以C点为圆心，以 0'T3为半径做圆。在我们的例子中此圆半径为0 'T3 = 11 mils (279um)如图5所示注，如图5所示，从A、B、C绘制的三个圆相交于点13、从原始振幅圆的圆心“0”按图6所示方式画直线0D，该直线标记为“ T”。T”在我们的例子中，经过测量后，此“T”直线的长度为5.25in14、使用与画原始振动圆时相同的比例，测量直线段“的长度。(133mm)。15、使用下面的公式，计算修正重量:CW=TW(07T)式中：CW =修正重量TW =试加重量07 =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(0 7T)CW=10oz x( 6.0/5.25)技术讲课教案CW=11.4ozCW=TW(O 7T)CW=283.5 克X( 152/133)“ OA ”CW=323 克16、按图7所示，使用量角器，测量直线“ T”与直线之间的角度，此角度即是修正重量相对于转子上的“A ”点13的安装角度。在我们的例子中，这个角度经测量得41 °。17、停下转子，从“ C”点处拆下试加重。1618、按在第