浅谈核电站离心泵转子动平衡及注意事项

Ｌ ＾ 为转 子 质 心到 支承 面 Ａ 的 距 离 ， 单位 ｍ ｍ； Ｌ 帕为转 子 质 心 到 支 承 面 Ｂ 的距 离 ， 单 位 ｍｍ； 校 正 面 的 允 许 剩 余 不 平 衡 量 与 允 差平 面 （ 支承面 ） 上 的 允 许 剩 余 不 平 衡 量 存 在 一 定 的转 换 关 系 ．对 于 校 正 面 位 于 支 承 面 内 侧 的情 况 ．校 正 面 Ｉ 和 校 正 面 Ⅱ的 允 许 剩 余 不 平 衡 量 分 别 等 于 与 之相 接 近 的允 差 平 面 （ 支承面 ） 上 的允 许 剩 余 不 平 衡 量 ， 即：
二 允许剩 余不 平衡 量
在工程应用 中． 离 心泵 转子 动平 衡 测 量 的是 转 子 或 支 座 的振 动 ， 振动越 大 ， 不平 衡量越大 ． 两者是 密不可分 的 ， 但 是 它 们 之 间没 有 一 个 具 体 的计 算 公 式 进 行 转 换 ． 因 为振 动 大也 可能是存在其他原因 ， 如支座松动、 支撑 刚度 低 等 。 剩 余 不 平 衡 量 是 检 验 离 心 泵 转 子 动 平 衡 效 果 的标 准 ． 转 子 动平 衡 的 目的是 通 过 在 校 正 平 面 上 加 重 或 去 重 ． 调 整 整个
∞ 盯 ｎ （ 、 ２）
对于双面平衡 ． 允 许 剩 余 不 平 衡 量 可 分 配 在 两 个 允 差 平 面（ 支承 面 ） 上， 每 个 支 承 面 上 的允 许 剩 余 不 平 衡 量 与 两 支 承 之 间 的距 离 Ｌ 以及 转 子 质 心 到 各 支 承 面 的 距 离 Ｌ ＾ 、 Ｌ 日 有关 ，
（ ５ ）
Ｇ 为转 子平 衡 等 级 。 单位 ｍ ｍ ／ ｓ ： ｎ为 转 子 转 速 ， 单位 ｒ ／ ｍｉ ｎ ； Ｒ 为 校 正 面加 重 、 去重部位的半径 ． 单位 ｍ ｍ。 ２ ． 双 面平 衡 。 核 电站 用 离 心 泵 多 为刚 性 转 子 ． 冈 ０ 性 转 子 在 运 转 过 程 中 由不 平 衡 量 产 生 的不 平 衡 力 和不 平 衡 力 偶 ． 均 可 以 分解 转化 到转 子 任 意 两个 平 衡 面 上
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在 校 正 平 面 上加 重 或 去 重 ． 进 行 转 子 动 平衡 。 １ ． 单 面平 衡 。
校正面 １ 支承 Ａ 支承 Ｂ
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几
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轴承 、 轴 封 等 零 件 的磨 损 ． 降低其寿命 ． 而 且 振 动 通 过 轴 承 和 支 座 传 递 到 地基 ． 引 起 整个 设 备 和 周 围 设 备 的剧 烈 振 动
应 用 技 术
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浅谈核电站离心泵转子动平衡及注意事项
田利 凯
研 究背景
—＿—・Ｉ 核 电站 用 离 心 泵 经 常 由 于 轴 、 叶轮 等 转 子 部位 在制造 过程 中存在 机械加 工误差 、 装 配 变 形 误差 等 。 引 起 转子 质 量 偏 心 ． 从 而 造 成 转 子 不 平衡 。 所谓转子不平衡 ． 是 指 转 子 质 量 分 布 不 均 匀 致 使 重 心 偏 离 回转 轴 线 ． 从 而 激 发 惯 性 离 心 力 而 引 起 转 子 振 动 不 平 衡 能够对设备的支承产生附加动压力 ． 引 起 转 子 的 内应 力 或 弯 曲， 过 大 的弯 曲 和 变 形 将 对 转 子 产 生 有 害 的影 响 ． 不 仅 加 速
ＵＴ ＝ Ｕ：— ３ ｘ ｌ ０ ＂ ＷＧ
—
（ ４）
是不切 实际的 ， 可以通过选择 车削 、 打 磨 的 方 式 在 不 平 衡 部 件 去 重 校 正 平 面 上 允 许剩 余 不 平 衡 质 量 Ａ Ｗ． 为： △ Ｗｌ ＝ ＝
其 中： Ｗ 为转 子 质 量 ， 单位 ｋ ｇ ；
离心泵转子动平衡的校正平面通常情况选为叶轮 ． 叶轮 属 于 泵 设 备 的主 要 水 力 部 件 ． 其 外 型 设 计 对 泵 的性 能 产 生 至
关 重 要 的影 响 。 因此 ， 在 叶轮 上 通 过 加 重 的方 式 实 现 动 平 衡
图 １ 单 面 平 衡 转 子 示意 图
就单面平衡而言 ， 各 允差 平 面 （ 支承面 ） 的允 许 剩 余 不 平 衡 量 均 集 中在 一 个 校 正 平 面 上 ． 校 正平 面上 的允 许 剩 余 不ห้องสมุดไป่ตู้平 衡量 Ｕ 计 算公 式 为 ：
转 子 的质 量 分 布 ． 使 得 剩余 不平 衡量 减小 到标 准规 定 的 范 围
内。
转 子 不 平 衡 量 为不 平 衡 质 量 与其 质 心 到 轴 线距 离 的乘 积， 其单 位是 ｇ ． ｍｍ。 转 子 动平 衡 的允 许 剩 余 不平 衡量 Ｕ 计算
公式为 ：
Ｕ＝ Ｗｘ ｅ
那 么， 转 子 的允 许 剩 余 不 平 衡 量 可 由 以下 公 式 表 示 ：
Ｕ＝ Ｗｘ ｅ ＝ — Ｉ ￣０ ＷＧ
—
：
（ ３ ）
两个允差平面（ 支承面） 的 允许 剩余 不 平 衡 量 分 别 为 ：
其中 ． Ｗ 为 转 子质 量 ， 单位 ｋ ｇ ； Ｇ 为 转 子平 衡 等 级 ． 单位 ｍｍ ／ ｓ ： ｎ为 转 子 转 速 。 单位 ｒ ／ ｍｉ ｎ ： 在 大 多 数 情 况 下 ．平 衡 允 差 的 参 考 平 面 位 于 支 承 面 附 近。 在 工 程 上 通 常 把 转 子 的支 承 面 作 为 平 衡 允 差 的 参 考 平 面 （ 允差平面 ） 。 如果 转 子 不 平衡 量 超 出平 衡允 差 ． 那 么 就 需 要
ｌ ｕ ＝ ｝ ｕ 一 Ｉ ｕ ＝ ｝ ｕ 一
其 中： Ｗ 为转子质量 ． 单位 ｋ ｇ ； Ｇ 为转 子 平 衡 等级 ． 单 位 ｍｍ ／ ｓ ：
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应 用 技 术
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ｎ为 转 子 转 速 。 单位 ｒ ／ ｍ ｉ ｎ ： Ｌ为 两支 承 间距 ． 单位 ｍ ｍ：
其 中：
（ １ ）
Ｗ 为转子质量 ， 单位 ｋ ｇ ； ｅ为 转子 的许 用 质 量 偏 心距 ． 单位 ｍ ｍ：
Ｂ 知 ：
１ ０ ０ ０ Ｇ
ｅ：
＝ 詈
：
Ｉ ：
１
图 ２ 双 面 平衡 转 子 示 意 图
： ｌ
可 推 出转 子 的质 量偏 心距 为 ：