转子平衡机的原理和方法

关于转子平衡机的原理和方法转子不平衡的原因和危害转子不平衡的分类刚性转子和挠性转子平衡机

硬支承平衡机软支承平衡机本章内容刚性转子的平衡方法静平衡单面动平衡双面动平衡挠性转子的平衡方法振型平衡法影响系数法振型圆平衡法第2页,共22页，2024年2月25日，星期天转子不平衡的原因和危害

不平衡的原因

转子结构不对称。材质不均匀，制造误差、安装误差。运行中零部件的变形、移位、结垢、破损。

不平衡的危害

转子振动和应力大，运行不安全。恶化环境，浪费能源。产品数量和质量下降。第3页,共22页，2024年2月25日，星期天转子平衡的方法和设备

刚性转子挠性转子

静平衡影响系数法。单面平衡

振型平衡法（模态平衡法）。双面平衡。其他综合方法。平衡设备平衡机：专用、通用，硬支承、软支承，卧式、立式，机电式、计算机化，等。现场平衡：平衡仪其他设备：平行导轨、滚轮架、平衡摇架等。

第4页,共22页，2024年2月25日，星期天刚性转子与挠性转子

n<0.5

nc1称为刚性转子。0.5

nc1<n<0.7

nc1称为准刚性转子。

n>0.7

nc1

称为挠性转子。

其中,

nc1为第一阶临界转速，n为转子的工作转速。刚性转子和挠性转子有完全不同的平衡方法。如能正确选择平衡平面和平衡转速，准刚性转子常可采用刚性转子的平衡方法。第5页,共22页，2024年2月25日，星期天刚性转子不平衡的形式静不平衡

离心惯性力系有合力动不平衡=静不平衡+偶不平衡离心惯性力系合成为一合力和一合力偶偶不平衡

离心惯性力系有合力偶第6页,共22页，2024年2月25日，星期天不平衡向两个平面的分解刚性转子的任意不平衡可以向两个平面内分解。故刚性转子都可以用两个校正质量来达到平衡。第7页,共22页，2024年2月25日，星期天oCoWC静平衡的布置W水平导轨滚轮架水平导轨转子转子滚轮架第8页,共22页，2024年2月25日，星期天平衡机的原理幅值I相位II转速摆架A

幅值II相位I解算电路传感器传感器驱动电机摆架B

III第9页,共22页，2024年2月25日，星期天硬支承和软支承平衡机硬支承平衡机的摆架软支承平衡机的摆架第10页,共22页，2024年2月25日，星期天硬支承和软支承平衡机的对比第11页,共22页，2024年2月25日，星期天单面平衡的布置和方法1.选择加重平面、选择测点。画键相标记，逆转向画360º相位刻度盘。2.测得原始振动A0(幅值和相位)。3.在平衡平面内加试重Q，测得振动A1。4.计算影响系数5.按下式求得校正质量P。幅值相位转速A

第12页,共22页，2024年2月25日，星期天单面平衡的作图解法

作A0和A1，求其差为A1-

A0。量A1-

A0和A0之间的夹角为

。把试重Q按

的方向转动一

角，此即为校正重的正确方位。校正重P的大小为：

KoQP相角正A0A1A1-A0o相角正第13页,共22页，2024年2月25日，星期天双面平衡的布置和方法幅值相位转速A

BI

II

A

B

1.测原始振动A0，B0。2.平面I内加试重Q1，测得振动A1，B1。3.计算影响系数4.平面II内加试重Q2，测得振动A2，B2。5.计算影响系数6.按下式求得校正质量P1，P2。第14页,共22页，2024年2月25日，星期天转子不平衡的真实分布不平衡的大小和方位沿轴线是随机分布的。需要无数个校正质量才能达到理想的平衡。这不可能，也是不必要的！第15页,共22页，2024年2月25日，星期天转子的不平衡

按模态分解

转子的任意不平衡可以按模态分解。然后，按模态逐阶平衡。由于模态的正交性，各阶模态的平衡不会相互影响。第16页,共22页，2024年2月25日，星期天挠性转子的模态平衡法根据转子的振型选择校正平面，对应各阶模态计算的各校正质量的比例。在第一临界转速附近，平衡转子的第一阶模态不平衡。在第二临界转速附近，平衡转子的第二阶模态不平衡，等。直到工作转速下那一阶为止。由于各模态的正交性，各阶模态的平衡不会相互影响。最后在工作转速下，作修正性平衡。有N平面平衡法和N+2平面平衡法两种。第17页,共22页，2024年2月25日，星期天为刚性转子影响系数法的直接推广。不同处在于：平衡转速数为N>1振动测点数为M>2

校正平面数为K>2当N

M<K时，方程过定。应放弃一些校正平面。当N

M=K时，方程有唯一解。可求得一组校正质量。当N

M>K时，矛盾方程。可用最小二乘法求解。即在各测点残余振动平方和为最小的条件下，求得一组校正质量。挠性转子的影响系数平衡法第18页,共22页，2024年2月25日，星期天模态响应圆（振型圆）不同转速下的响应矢量联起来成为模态响应圆。在转子升速或降速时，连续测量可以得到模态响应圆。临界转速对应于响应圆的直径。不平衡方向领先于临界转速时的响应90度。第19页,共22页，2024年2月25日，星期天两阶临界转速对应两个模态响应圆。不平衡在平面I，轴承A的两个响应圆直径夹角为锐角；轴承B的两个响应圆直径夹角为钝角。这有助于判别不平衡的轴向位置