1、 技術講課教案主講人:范經偉技術職稱(或技能等級:高級工所在崗位:鍋爐輔機點檢員講課時間: 2011年 06月24日 培訓題目:轉子動平衡原理、方法和標準培訓目的:多種原因會引起轉子某種程度的不平衡問題,分布在轉子上的所有不平衡矢量的和可以認為是集中在“重點”上的一個矢量,動平衡就是確定不平衡轉子重點的位置和大小的一門技術,然后在其相對應的位置處移去或添加一個相同大小的配重。內容摘要:動平衡前要確認的條件:1.振動必須是因為動不平衡引起。并且要確認動不平衡力占振動的主導。2.轉子可以啟動和停止。3.在轉子上可以添加可去除重量。培訓教案:第一章不平衡問題種類為了以最少的啟停次數,獲得最佳的平衡效

2、果,我們不僅要認識到動不平衡問題的類型(靜不平衡、力偶不平衡、動不平衡,而且還要知道轉子的寬徑比及轉速決定了采用單平面、雙平面還是多平面進行動平衡操作。同時也要認識到轉子是撓性的還是剛性的。 剛性轉子與撓性轉子對于剛性轉子,任何類型的不平衡問題都可以通過任選的二個平面得以平衡。對于撓性轉子,當在一個轉速下平衡好后,在另一個轉速下又會出現不平衡問題。當一個撓性轉子首先在低于它的70%第一監界轉速下,在它的兩端平面內加配重平衡好后,這兩個加好的配重將補償掉分布在整個轉子上的不平衡質量,如果把這個轉子的轉速提高到它的第一臨界轉速的70%以上,這個轉子由于位于轉子中心處的不平衡質量所產生的離心力的作用

3、,而產生變形,如圖10所示。由于轉子的彎曲或變形,轉子的重心會偏離轉動中心線,而產生新的不平衡問題,此時在新的轉速下又有必要在轉子兩端的平衡面內重新進行動平衡工作,而以后當轉子轉速降下來后轉子又會進入到不平衡狀態。為了能在一定的轉速范圍內,確保轉子都能處在平衡的工作狀態下,唯一的解決辦法是采用多平面平衡法。撓性轉子平衡種類1.如果轉子只是在一個工作轉速下運轉,小量的變形不會產生過快的磨損或影響產品的質量,那么 可以在任意二個平面內進行平衡,使軸承的振動降低到最小即可。2.如果一個撓性轉子,只是在一個工作轉速下工作,但是將轉子的變形量降低到最小是極其重要的,這時最好采用多平面動平衡修正。3.如果

4、一個轉子必須在一個寬廣的轉速范圍內都能平穩地工作,即該轉子在低轉速時是剛性的,在高轉速時是撓性的,這時最好采用多平面動平衡修正。臨界轉速當轉子的轉速達到自身產生彎曲共振時的轉速,稱為臨界轉速。轉子經過臨界轉速時,轉子產生的彎曲振型數,取決轉子轉速與轉子自振頻率相一致的數量。一般來說轉子的轉速低于它的自振頻率的70%時,認為它是一個剛性轉子,而高于它的自振頻率的70%時,認為它是一個撓性轉子。由于轉子的轉速升高通過它的自振頻率而產生彎曲或變形時,轉子的重心就會偏離轉子的轉子的轉動中心線,產生新的不平衡狀態。第二章如何識別動不平衡問題不平衡問題的主要特征 振動頻譜典型特征:不平衡問題通常是較高的轉

5、頻振動占主導,一般其轉頻振動成份大于或等于其通頻振動的80%以上。不平衡力具有一定的方向性,離心力在徑向基本是均勻的,軸及支承軸承的運動軌跡近似為一個圓,然而,由于軸承座的垂直支承剛度大于水平方向,所以正常的軸及支承軸承的運動軌跡為橢圓,即正常情況下水平方向振動要比垂直方向振動大1.5到2倍,若超出這個范圍,可能存在其它問題,特別是可能存在共振問題。徑向與軸向振動比較,當是不平衡問題占主導時,徑向振動(水平和垂直要比軸向方向的振動大得多(懸臂轉子除外。懸臂轉子不平衡問題的方向性,通常情況下,徑向和軸向振動都比較大,它是靜不平衡和力偶不平衡同時存在,所以通常情況下需要二平面進行平衡修正。有不平衡

6、振動問題轉子,其振動相位是穩定和可重復的。不平衡問題會促使共振幅值增大,如果轉子的工作轉速比較靠近其系統自振頻率處的共振點時,少量的不平衡振動會增大10到50倍。轉子不平衡問題的相位表現,在轉子輸入、輸出端軸承水平方向測量得到的相位差與在轉子輸入、輸出端軸承垂直方向測量得到的相位差基本相等(+/-30°否則主要問題不 是動平衡問題。例如,如果在一個電機的輸入、輸出端軸承水平方向測量得到的振動相位差為30°,而在其輸入、輸出端軸承垂直方向測量得到的振動相位差近似為150°,則工程師企圖對這個轉子實施動平衡操作,似乎是在浪費時間。第三章引起轉子不平衡的原因裝配錯誤,安

7、裝時一個零件的質量中心線與轉動中心線不重合。鑄造氣孔裝配誤差半鍵問題轉子變形,由于殘余應力、受熱不均等引起轉子變形。轉子上有沉積物設計不均稱,如電動機轉子繞線一側與另一側是不均稱的。由以上原因引起轉子某種程度的不平衡問題,分布在轉子上的所有不平衡矢量的和可以認為是集中在“重點”上的一個矢量,動平衡就是確定不平衡轉子重點的位置和大小的一門技術,然后在其相對應的位置處移去或添加一個相同大小的配重。第四章動平衡操作的重要性 由于動不平衡產生的力,若不予以修正,在轉動設備中具有很強的破壞性,不僅對支承軸承產生損壞,也會引起機器基礎開裂,焊縫開裂,同時由于不平衡引起的過大的振幅造成產品質量下降。由于不平

8、衡產生的離心力取決于轉子的轉速和重點的重量。第五章現場動平衡技術一般來說,對大多數轉動設備,最好是在現場進行動平衡操作,這是因為現場進行動平衡操作是在實際的操作條下、實際的工作轉速下進行,并且轉子是在自身支承軸承和基礎之上。三點現場動平衡操作法1、以工作轉速啟動轉子,測量和記錄原始振動幅值為O。例如,O=6 mils(152um2、以O為半徑,畫圓,如圖1所示。 3、停下轉子,在轉子上取三個點“A”、“B”和“C”,相隔近似120°。不一定是很準確的120°,然而三點相隔的角度必須是已知的,在我們的例子中如圖2所示,“A”點是起點標注為0°。其它點標注如圖2所示。

9、 4、選擇一塊合適的試重,安裝到轉子點“A”處,此處可參考計算試加重的公式。例如,試加重(TW=10 ounces (283.5克5、啟動轉子達到正常工作轉速,測量并記錄此時的振動幅值記為O+T1。 在我們的例子中O+T1=4 mils(102um。 6、如圖3所示,以A點為圓心,以O+T1為半徑做圓。在我們的例子中以點“A”為圓心,以O+T1=4 mils為半徑做圓。7、停下轉子,將在A點處所加的試重移到B點處。8、啟動轉子達到正常工作轉速,測量和記錄新的振動幅值記為O+T2。在我們的例子中O+T2=8 mils(203um。9、以B點為圓心,以O+T2為半徑做圓。在我們的例子中此圓半徑為O

10、+T2=8 mils(203um如圖4所示。 10、停下轉子將在B點處的試加重量移到C點處。11、啟動轉子達到正常工作轉速,測量和記錄新的振動幅值記為O+T3。在我們的例子中O+T3=11 mils(279um。12、以C點為圓心,以O+T3為半徑做圓。在我們的例子中此圓半徑為O+T3=11 mils(279um如圖5所示 技 術 講 課 教 案 注，如圖 5 所示，從 A、B、C 繪制的三個圓相交于點 D。 13、從原始振幅圓的圓心“O”按圖 6 所示方式畫直線 OD， 該直線標記為“T” 。 14、使用與畫原始振動圓時相同的比例，測量直線段“T” 的長度。 在我們的例子中， 經過測量后，

11、“T” 此 直線的長度為 5.25in （133mm） 。 15、使用下面的公式，計算修正重量： CW=TW(O/T 式中：CW修正重量 TW試加重量 O 原始不平衡振幅讀數 T 測量的結果矢量 在我們的例子中，計算結果如下： CW=TW(O/T CW=10oz×（6.0/5.25） 11 技 術 講 課 教 案 CW=11.4oz 或 CW=TW(O/T CW=283.5 克×（152/133） CW=323 克 16、按圖 7 所示，使用量角器，測量直線“T”與直線“OA” 之間的角度，此角度即是修正重量相對于轉子上的“A”點 的安裝角度。 在我們的例子中，這個角度經測量得 41°。 17、停下轉子，從“C”點處拆下試加重。