转子动平衡技术

1、转子动平衡技术版权所有 违者必究2005年第二版状态监测技术培训1主 动 维 修 的 概 念1. 设备故障与故障诊断 故 障： 设备由于某种原因“没有达到规定的功能” 故障诊断： 判定、分析设备故障的过程。故障的部位：指导维修引起故障的原因，判断故障周期2. 设备维修体制事后维修计划维修预测维修：趋势分析、状态监测主动维修：消除隐患。如用动平衡机不平衡；对中仪不对中；油液分析仪油液污染21、转子不平衡及其产生的振动. 转子不平衡的概念不平衡: 转子质量分布不均匀. 转子质量中心与其旋转中心 线不重合 出现偏心距 周期性离心力干扰（F=mew2) 轴承动载荷 设备振动. 不平衡是损坏的起因。统计

2、资料表明：不平衡是机器损坏最常见的原因，约有50的故障停车可直接或间接归因于不平衡，轴承损坏、轴承座开裂、轴变形、基础松动等.转子的不平衡故障及动平衡技术31、转子不平衡及其产生的振动(续). 由转子不平衡导致的振动 转子产生的离心力 振幅 与 , 有关；当 时，发生共振现象。 放 大 系 数 其中: , 4. 临界转速问题 当 ，即 时, 振动幅值(动挠度)最大, 此转速称为临界转速。 当 时, 振动幅值恰恰等于偏心距; 工程上以此为界限: 工作转速 的转子称为 挠性转子; 工作转速 的转子称为 刚性转子.52 转子质量不平衡的原因使用过程中造成的不平衡: 转子附着沉积物腐蚀、磨损热变形；长

3、期搁置的转子，由于自重而弯曲变形 设计问题: 在转子内部或外部有未加工表面零件在转子上的配合面粗糙和公差不合适配合键短于键槽, 造成局部金属空缺材料缺陷: 铸造有气孔, 造成材料内部组织不均匀材质较差, 易于磨损、变形加工与装配误差: 切削加工中的切削误差，焊接缺陷与变形转子热处理造成的残余应力未消除配合键短于键槽, 造成局部金属空缺装配零件不一致造成的质量不对称（螺栓等）联轴节安装不对中6设 备 故 障 引 起 的 机 械 振 动齿轮啮合轴承故障不平衡幅值时间幅值不平衡轴承故障齿轮啮合频率 f73 不 平 衡 类 型 与 其 故 障 特 征同频占主导，相位稳定。如果只有不平衡，1X 幅值大于

4、等于通频幅值的80，且按转速平方增大。通常水平方向的幅值大于垂直方向的幅值，但通常不应超过两倍。同一设备的两个轴承处相位接近。水平方向和垂直方向的相位相差接近90度。 典型的频谱 相位关系A力 不 平 衡径向8 典型的频谱 相位关系B力 偶 不 平 衡同频占主导，相位稳定。振幅按转速平方增大。需进行双平面动平衡。偶不平衡在机器两端支承处均产生振动，有时一侧比另一侧大较大的偶不平衡有时可产生较大的轴向振动。两支承径向同方向振动相位相差180。3 不 平 衡 类 型 与 其 故 障 特 征 径向9动不平衡是前两种不平衡的合成结果。仍是同频占主导，相位稳定。 两支承处同方向振动相位差接近 典型的频谱

5、 相位关系C动 不 平 衡3 不 平 衡 类 型 与 其 故 障 特 征径向10悬臂转子不平衡在轴向和径向都会引起较大 1X 振动。轴向相位稳定，而径向相位会有变化。悬臂式转子可产生较大的轴向振动，轴向振动有时甚至超过径向振动。两支承处轴向振动相位接近。往往是力不平衡和偶不平衡同时出现。 典型的频谱 相位关系D悬 臂 转 子 不 平 衡3 不 平 衡 类 型 与 其 故 障 特 征轴向和径向114 转子不平衡量的评定方法. 不平衡的表示方法不平衡力:重径积(不平衡量):不平衡度: . 平衡精度的衡量对残余不平衡量是怎样要求的呢?大量统计数据及实际经验表明, 对于同类型转子, 允许的残余不平衡量

6、: 常 数, 对于 G 从物理概念上理解, 它是转子重心的线速度. 国际标准化组织(ISO)所定的 “刚性转子平衡精度” 标准，就是以 G 值划分精度等级的，G 值从 0.164000 mm/s, 共分 11 级, 参见下表：12 各类刚性转子的平衡精度等级表13 各类刚性转子的平衡精度等级表 (续)145 转子的平衡技术及方法. 转子平衡方法平衡机法: 使转子本身整体达到平衡的方法现场平衡法: 转子装配好以后, 在实际运行状况条件下使振动降低的方法静平衡法: 滚动平衡法、天平试验法.动平衡法: 平衡机法、现场平衡法刚性转子动平衡、柔性转子动平衡单平面动平衡、双平面动平衡、多平面动平衡影响系数

7、法、振型平衡法矢量作图、三点平衡法.15. 影响系数平衡方法介绍 校正平面数的选择16. 影响系数平衡方法介绍 (续)动平衡步骤 单平面 (测量振动停机, 加试重测量振动停机,加配重减试重)双平面 (测量振动 停机, 平面1加试重测量振动 停机去试重且加在平面2上测量振动 停机,加配重减试重)平衡试重的估算其中: m- 试重, g; M- 转子质量, kg; n- 机器平衡转速, rpm; X- 初始振幅值, um; r- 试重安装半径, mm17. 影响系数平衡方法介绍 (续)影响系数法原理及作图计算试重安装方向配重安装方向18.试重及配重的施加方法 加 重 校 正去 重 校 正195 用动

8、平衡仪进行现场动平衡的过程设 置 数 据 采 集 器数 采 器 本 身 的 设 置 ( 单 位 体 系)校 正 平 面 数, 参 考 角 度 方 向, 传 感 器 类 型测 试 参 数 传 感 器 的 连 接 仪器的 操 作单 平 面 动 平 衡 操 作 过 程单 平 面 动 平 衡 操 作 过 程206 类 似 不 平 衡 故 障的 诊 断 当旋转的 皮带轮、 齿轮、 电机转子 等有几何偏心时，会在两个转子中心连线方向上产生较大的 1X 振动；偏心 泵 除产生1X 振动外，还由于流体不平衡会造成叶轮通过频率及倍频的振动。垂直与水平方向振动相位相差为 0 或 180。采用平衡的办法只能消除单方

9、向的振动。 典型的频谱 相 位 关 系A偏心转子风机电机径向风机电机21振动特征类似动不平衡，振动以 1X 为主，如果弯曲靠近联轴节，也可产生 2X 振动。类似不对中、通常振幅稳定，如果 2X 与 供电频率或其谐频接近，则可能产生波动。轴向振动可能较大，两支承处相位相差180。振动随转速增加迅速增加，过了临界转速也一样。 典型的频谱 相 位 关 系6 类 似 不 平 衡 故 障的 诊 断B轴弯曲轴向22振动特征: 类似不平衡或不对中, 频谱主要以 1X 为主。振动具有局部性, 只表现在松动的转子上。同轴承径向振动：垂直, 水平方向相位差 0 或 180。底板连接处相邻结合面：振动相位相差 180。如果轴承紧固是在轴向, 也会引起类似不对中的轴向振动. 包括如下几方面的故障