第09章 动平衡计算

9.1 动平衡机理概述

众所周知，不平衡是旋转机械最常见的振动原因，并且其它一些故障，如不对中和碰摩等，也可以通过改善机组的平衡状态而予以减轻或消除，因此现场找平衡就成为消除机组振动的重要措施之一。

由振动理论知，振动的振幅不仅正比于静不平衡的离心力Meω2，而且还与动力放大因子R有关。动力放大因子R是转子转速的单值函数，转速确定后，R 的值也将确定。滞后角φ表明振动的幅值滞后于不平衡激励力Meω2的角度，并且随转速的改变而改变，当转速确定后，滞后角也为定值。因此，只要系统符合线性假设，即物性参数（如支撑刚度，阻尼等）和特性参数（如固有频率和阻尼率等）不因振动大小而发生改变，则相同转速下轴承的振动正比于转子不平衡质量的大小，并且振动滞后于不平衡离心力的相位也为定值，这就是转子平衡的理论基础。

平衡是通过检测和调整转子的质量分布，即在转子的适当位置上加上或减去一定大小的质量（称为校正质量或配重），来减小转子的惯性主轴与旋转轴线的偏离，使机组的振动降到允许范围内。平衡的作用是减少转子的挠曲，减低机组的振动并减少轴承及基础的动反力，保证机组安全，平稳，可靠地运行。

9.2 动平衡软件使用说明

平衡计算模块为一通用的平衡

软件(图9.2-1)，系统提供了最小二

乘法影响系数计算、最小二乘法影

响系数动平衡、谐分量法影响系数

计算、谐分量法影响系数动平衡、

三点定位定量法动平衡、矢量加

减运算和估算剩余振动等多种功

能，可以迅速方便地找出最佳的合

理配重。它可以对多平衡面、多测

振点同时进行平衡。图9.2-1

影响系数法只有当知道影响系数后才能使用，由于各机组实际情况不同，各机组的影响系数也大不相同。它一般由技术人员根据经验得到的或通过多次试重得到。

最小二乘法影响系数计算模块通过试重可以自动计算出机组的最小二乘法影响系数。

进入最小二乘法影响系数计算模块后，选择对应的加重面和测振点(图9.2-2)后进入图9.2-3所示的对话框。用户必须输入各测振点原始振动的振幅和相位(由于本软件为通用软件，故用户可以从前面的信号分析中得到一倍频振幅和相位，并人工输入)、试重后振动的振幅和相位以及试加重量的大小和角度，然后击一下计算按钮，即可得到计算结果，即该加重面对各测振点的最小二乘法影响系数。试加重量的大小可以根据经验或同型机组的统计结果确定，没有把握可以取小一些。

图

9.2-2 图9.2-3

最小二乘法影响系数动平衡模块一次可同时计算多达8个加重面的平衡计算。

进入最小二乘法影响系数动平衡模块后，选择对应的加重面和测振点(同上)，进入图9.2-4的对话框，输入各测振点原始振动的振幅和相位以及对应的最小二乘法影响系数，然后击一下计算按钮，即可得到计算结果，即各加重面需加配重块的配重重量及方位，以及配重后的剩余振动的振幅和相位，同时以图解方式显示各加重块在加重面中的位置(图9.2-5)。

该算法还提供多次迭代计算，使最大剩余振动振幅下降，提供最佳的合理配重。

9.2.3谐分量法影响系数计算

进入谐分量法影响系数计算模块后，选择对应的加重面和测振点(同上)后进入图9.2-6所示的对话框。用户必须输入各测振点原始振动的振幅和相位、试重后振动的振幅和相位以及试重块加重量和角度，然后击一下计算按钮，即可得到计算结果，即该加重面对各测振点的谐分量法影响系数。

图

9.2-4

图

9.2-5

图9.2-6

图9.2-9

进入谐分量法影响系数动平衡模块后，选择对应的加重面和测振点(同上)，进入图9.2-7的对话框，输入各测振点原始振动的振幅和相位以及对应的谐分量法影响系数，然后点击一下计算按钮，即可得到计算结果，即各加重面需加配重块的配重重量及方位，以及配重后的剩余振动的振幅和相位，同时以图解方式显示各加重块在加重面中的位置(图9.2-8)。

9.2.5 三点定位定量法动平衡

三点定位定量法动平衡是水轮发电机组现场常用的动平衡方法。它是根据原始振动和三次角度互成120度的加重后的振动，得到平衡重量的大小和角度（图9.2-9）。

图

9.2-7

图9.2-8

9.2.6 重量的合成与分解

重量的合成是指将两个已知大小和角度的重量合成为一个大小和角度未知的重量；重量的分解是指将一个已知大小和角度的重量分解成两个角度已知的重量（图9.2-10）。

图9.2-10

9.2.7矢量加减运算

提供两个矢量的加运算和减运算以及图解显示(图9.2-11)。

图9.2-11

9.2.8估算剩余振动模块

在已知影响系数、机组原始

振动，并确定配重方案后，通过

本算法可以估算配重后的剩余振

动，帮助找出最佳配重，减少平

衡启动次数。参见图9.2-12。

图9.2-12

9.2.9文件管理

最小二乘法影响系数和谐分量法影响系数计算和平衡数据可以以文件形式进行存储、查询、调用和打印输出等。

注意：

1. EN8000系统的相位均为从键相开始，逆旋转方向转动的角度。为了安全，一般可以取计算加重量的1/2~3/4进行实际加重平衡。

2. 动平衡软件以汽轮发电机组为例，对于其它设备，可以根据实际情况选择加重平面和加重量，不必拘泥于具体名称。