基于同心度测量的转子不平衡量装配优化技术
高压转子维修单元体跳动评价方法
收稿日期:2021-05-17作者简介:汪俊熙(1981),男,硕士,高级工程师。
引用格式:汪俊熙,孙磊,赵岩,等.高压转子维修单元体跳动评价方法[J].航空发动机,2023,49(3):162-169.WANG Junxi ,SUN Lei ,ZHAO Yan ,et al.Runout assessment method of high-pressure rotor maintenance module[J].Aeroengine ,2023,49(3):162-169.高压转子维修单元体跳动评价方法汪俊熙1,2,孙磊2,赵岩2,李琳2,苏巧灵2(1.西北工业大学动力与能源学院,西安710072;2.中国航发商用航空发动机有限责任公司,上海201306)摘要:为了提升航空发动机高压转子维修单元体的装配质量,针对当前高压转子维修单元体跳动评价方法中普遍存在的沿程测量误差问题,通过分析维修单元体转子偏心量与组合转子偏心量之间的影响关系,同时避免复杂的空间坐标变换计算,建立了高压组合转子结合面偏心量快速预估模型,提出以支承轴颈处偏心量来评价高压转子维修单元体跳动的方法。
采用该方法可快速预估组合转子中间结合面偏心量范围,也可对批量压气机转子和涡轮转子实施最优配对。
结果表明:在满足高压组合转子跳动设计要求的前提下,改进后的跳动评价方法使高压转子维修单元体不合格率从最高约67%降低到约8%,有效提升了转子装配质量,提高了装配效率。
该跳动评价方法对于航空发动机转子装配、组合转子配对以及连接质量评估等工作的开展具有较强的工程指导意义。
关键词:维修单元体;高压转子;跳动评价;装配;航空发动机中图分类号:V263.2+2文献标识码:Adoi :10.13477/ki.aeroengine.2023.03.021Runout Assessment Method of High-pressure Rotor Maintenance ModuleWANG Jun-xi 1,2,SUN Lei 2,ZHAO Yan 2,LI lin 2,SU Qiao-ling 2(1.School of Power and Energy ,Northwestern Polytechnical University ,Xi ’an 710072,China ;2.AECC Commercial Aircraft Engine Co.,Ltd.,Shanghai 210306,China )Abstract :In order to improve the assembly quality of aeroengine high-pressure rotor maintenance module and solve the problem mea⁃suring error existing in conventional runout assessment,a quick prediction model for the eccentricity of the high-pressure combined rotor was established and a method of using the eccentricity at the support journal was proposed to evaluate the runout quality of the rotor mainte⁃nance module,by analyzing the relationship of the eccentricity between the rotor maintenance module and the combined rotor,while avoid⁃ing complex spatial coordinate transformation calculations.The method could not only quickly predict the eccentricity range of the com⁃bined rotor,but also implement the optimal matching for compressor rotors and turbine rotors.The results show that the improved rotor run⁃out assessment method can reduce the non-conformance rate of the rotor maintenance module from 67%to 8%on the premise of meeting the runout design requirements of the combined rotor,which effectively improves the rotor assembly quality and efficiency.The rotor runoutassessment method can serve as a guide for the aeroengine rotor assembling,combined rotor matching and connection quality evaluation.Key words :maintenance module;high-pressure rotor;runout assessment;assembly;aeroengine航空发动机Aeroengine0引言振动是航空发动机研制和生产过程中的关键问题之一,装配质量对发动机振动水平有着直接影响。
整机装配阶段的同心度测量研究现状综述
整机装配阶段的同心度测量研究现状综述吕玉红,吴法勇,魏秀鹏,史新宇(中航工业沈阳发动机设计研究所,辽宁沈阳110015)摘要:结合航空发动机的结构特点,以及发动机装配过程中关键组件的同心度要求和控制目标,介绍了发动机装配过程中对于转子同心度、支撑同心度,以及转静子同心度等参数的测量需求。
参考国外先进技术,进行同心度测量技术的现状总结及应用分析。
从测量原理、解决方案、算法分析等角度,简要介绍自主研制的转子堆叠优化系统、转静子同心度测量系统,以及支撑同心度测量的方法,为提高航空发动机装配过程中的同心度测量技术提供交流平台。
关键词:航空发动机;装配测量;同心度LV Yuhong,WU Fayong,WEI Xiupeng,SHI Xinyu(AVIC Shenyang Engine Design and Research Institute,Shenyang Liaoning Province110015,China)Combined with the structural characteristics of the engine, and the concentricity requirement of the key components in the engine assembly process and the control target,introduced measurement requirements of the rotor concentricity,the stator support concentricity,as well as concentricityforeign advanced technology, carriedconcentricity measurement techniques.of rotor and stator in the assembly process. Referencethrough the stocktaking and application analysis ofFrom the measuring principle to solve the program, algorithm analysis and other point of view, briefly introduced independently develop rotor concentricity measurement system, as well as concentricity measurement sy stem of rotor and stator. Set forth measurement method of stator support concentricity,and Provided an exchange platform to improve the concentricity measurement technique in the aero-engine assembly progress.Aero-engine,measurement,stack optimization,aided assembly整机装配作为发动机研发过程中的一个重要环节,在零组件结构设计和加工制造水平既定的条件下,装配过程将直接影响发动机的最终性能品质,其重要性是不言而喻的。
面向质量特性优化的航空发动机转子堆叠装配方法
面向质量特性优化的航空发动机转子堆叠装配方法发布时间:2021-07-14T03:44:24.055Z 来源:《中国科技人才》2021年第11期作者:吕永红[导读] 飞机发动机作为飞机动力的来源,决定了其快速上升和下降的能力,也是飞机振动的主要来源,它取决于飞行的稳定性。
中国航发哈尔滨东安发动机有限公司黑龙江省哈尔滨市 150066摘要:航空发动机的发展是航空制造业的中心,是评价国家装备生产水平的标准之一,也是“2025年前中国制造业”的问题领域之一。
主机多级转子是航空发动机的动力源。
由于转台装配阶段多,装配过程中的加工误差将逐步消除。
传动和增大,造成重心偏心和转子安装惯性,在高速旋转时引起振动,降低了航空发动机的稳定性和性能。
因此,迫切需要研究一种新的航空发动机布局方法来抑制误差,缩短起降时间。
对多级转子的质量特性进行了优化。
关键词:质量特性;航空发动机转子;堆叠装配;1、前言飞机发动机作为飞机动力的来源,决定了其快速上升和下降的能力,也是飞机振动的主要来源,它取决于飞行的稳定性。
航空发动机的研制是航空制造业的主要工序之一。
高压涡轮压缩机和燃烧室是航空发动机的核心,由定子壳体、转子叶片、叶轮等组成。
作为航空发动机的核心,外部气体由高压压缩机泵加压,燃烧室点火预热形成高温气体,在这里进行能量转换,主机是发动机的动力源,多级转子的旋转性能将影响到主飞机的能量转换效率,因此,多级转子是主机的主要部件之一。
2、国内外研究现状2.1优化转子垫层技术研究现状多级航空发动机转子优化的关键是转子几何误差的表征和转子质量特性,描述了误差传递过程。
Whitney-MIT提出了一种描述机器人运动常用关节位置的统一矩阵,并用4x4矩阵变换法对ANSIY14.5m-1982标准中的几何偏差进行了分析和说明。
矩阵的均匀变换不仅意味着零件的标称位置,还意味着几何偏差引起的相对位置偏差。
偏差处理在允许范围内,因此,该方法可以预测和评估相对位置相对角度必须与两部分之间的误差相匹配。
转子不平衡的危害及消除方法
转子不平衡的危害及消除方法摘要:本文通过分析转子动平衡不平衡量对2MCL—457机型的离心压缩机振动的影响,阐述了破坏转子动平衡的因素及平衡原理,并结合空分部的实际情况,从机组平稳运行,安全保供等考虑,提出合理化建议。
关键词:动平衡;转子;振动;因素;平衡原理一.选题背景实践表明,离心压缩机转子的运行平稳性与转子的平衡品质密切相关。
转子的剩余不平衡量是机组运行的主要指标,有效的控制转子剩余不平衡量,使其在允许的范围内,对压缩机的平稳运行起着极其重要的作用。
二.转子动不平衡的危害2.1 事故描述2007年6月29日,本公司1#机(2MCL—457机型的压缩机)因转子振动持续较高,停机检修。
技术人员首先核实了机组润滑油的润滑油温、润滑油压,在确定润滑油温(48℃)、润滑油压(0.24Mpa)正常后,排除了润滑油温、润滑油压异常造成油膜形成不良,进而引起机组振动升高的可能性。
接着,技术人员逐一检查紧固螺栓、联轴器等影响振动的因素,各固定螺栓都无松动迹象,联轴器也完好无损,进一步的测量结果也表明,转子与联轴器的同心度也在允许的范围内(同心度允差±0.04mm),至此,技术人员基本上排除了除转子不平衡量以外的所有影响振动的因素。
2.2 转子动不平衡对振动的影响由转子动平衡实验报告可知,压缩机转子的原始不平衡量远远大于图纸技术要求的允许不平衡量。
我们知道转子的振动主要是由于转子的离心力失去平衡而引起的,而转子不平衡量正是引起离心力不平衡的原因。
2.3说明理论上借助现代高精度的动平衡机,可以完全消除转子的不平衡量,但实际上,由于各种原因,总会残留一些剩余不平衡量,机组运行中只要不超过许用不平衡量就可以了。
转子动平衡后,仍然存在振动,一方面是因为动平衡不能完全消除不平衡量,还残留了一些不平衡量,残留的剩余不平衡量依然会引起振动;另一方面,影响振动的因素是多方面的,转子的不平衡量只是其中之一,其他因素的存在依然会导致振动的产生。
转子不平衡故障诊断方法及应用实例分析
5.生产验证:在次日对该机组进行检修,发现第二级叶片上有明显裂纹,第一、 三级叶片上分别存在多处细小裂纹,叶片出现了较严重缺损。因此证明பைடு நூலகம்此次诊 断的正确性。
五
转子不平衡故障诊断应用实例
鉴于质量不平衡引起的激励力F是一个交变力,它会使转子产生振动,当转 子每旋转一周,离心力就会改变一次方向,不平衡故障的振动频率为转子的转频, 振动的时域波形近似为正弦波。
图2 不平衡转子时域波形
时域分析仅能为机械故障诊断提供非常有限的信息, 通常只能粗略地回答机械设备是否有故障以及故障严重 的程度,但不能检测和定位故障发生的位置。因此,时 域分析只用于设备的简易诊断。对于设备管理和维修人 员,诊断出设备是否有故障,这只是解决问题的开始, 更重要的工作在于确定哪些零部件出现了故障,以便采 取针对性的措施。因此,故障定位问题在设备故障诊断 与检测研究中显得尤为重要。
2012, 15(3):57-59. [4] 黄永东. 转子不平衡现象的分析[J]. 发电设备, 2009, 23(3):164-169. [5] 徐福泽. 转子系统不平衡-不对中耦合故障的动力学分析与诊断[D]. 湖南科技大学, 2013. [6] 张茉. 转子系统振动故障的诊断方法及时频分析技术研究[D]. 东北大 学, 2008. [7]楼向明. 运转状态下转子不平衡识别方法的研究[D]. 浙江大学, 2001.
图12 转子正常运转时时域信号波形图 图14 转子正常运转频谱图
图11转子不平衡故障仿真实验装置
图13 转子不平衡时时域信号波性特征 图15 转子不平衡频谱图
六
机电设备安装问题及对策分析
机电设备安装工程在我国建设工程领域 中的地位不容忽视,全面分析机电安装常见 问题 , 熟悉 问题 产生机 理 , 并 从安装 施工 出发 做好安装调试工作 , 并全力提高安装队伍的 整 体素 质 ,才 能将 机 电设备 安装 质量提 升到
,
新 的 阶段 。
参 考 文 献
【】 意斌 . 谈机 电安 装 工程 的项 目管理 f. 1彭 浅 J 1
魅 力 中国,0 9f4: 3 — 3 2 0 , ) 12 1 2 2 .
【】 天 . 析机 电设 备安 装 的施 工 管理 『. 2卢平 浅 J 1
广 东建材,0 8 ̄) 0 - 0 . 2 0 . : 6- 7 2 2
【】 新 . 电设备 安 装 常见 问题 分 析【. 3李建 机 J科 】
一
高, 电源缺相等。工艺操作 : 所送介质超过泵 的设计能力 , 如密度大、 黏度高、 需求量高等 。
4 电气设 备 问题 。 ) 安装隔 离开关 时动 、 触 头 静 的接 触压 力 与接 触面 积不 够 或操 作 不 当 , 可 能 导致 接触面 的电热氧 化 , 接触 电阻 增大 , 使 灼 伤 、 触头 , 烧蚀 造成事 故 。断路 器弧触 指 及 触 头装 配 不正 确 , 行 程 、 插人 接触 压力 、 同期 性、 分合 闸速 度达 不 到要 求 , 将使 触 头过 热 、 熄弧 时 间延 长 ,导致绝 缘介 质分解 ,压 力骤 增 , 断路器爆 炸事故 。 引发 2机电设备安装对策分析
21一 般安装方 法 .
一
个 工程具备 开工 条件 , 先 得有 电源 , 首
其 次 要 有动 力 源 , 提 升装 备 ( 括 井架 、 有 包 提 升 绞 车) 想 达 到短期 开工 之 目的 , 。要 安装 工 作 必须 有主有 次 , 轻重缓 急 。 一项机 电设 分 每 备 安装 工作顺 序都 有其科 学性 。一个 安 装工 程 的计 划排 队是经 过多方 面 的考虑 ,经过 技 术论证 排 出的 ,是有 科学 根据 并有 一定 指导 性的, 不要 随便改 动。 只有对安 装变 电所 、 压 风机 , 架 、提升 绞车工 作有 一个合 理 的安 井 排 , 划有 目的地 进行 安装工 作 , 有计 才能达 到 事半功倍之效果。 每一种设备的安装, 都有很 严 格 的技 术要 求 , 只有按设 计技 术要 求施 工 , 才能减 少不 必要 的时 间流失和 材料 消耗 。一 种 设备 的基础 是经 过设计 部 门的计算 设计 出 来 的, 按要求 施工 , 才能保 证质 量 , 证安 全 。 保 在 安装 进程 中 , 随时对 设备 主机各 总成 、 应 部 件 及 附属设备 做外 观质量 检查 ,安装 现场 要 由专人 负责指 挥 ,高空作业 安装 或 吊装笨 重 装 置时 , 必须 采取相应 安 全防范 措施 , 安装 人 员 要全 部配带 安全 帽 ,安装 工作 要按 顺序 进 行 。机 电工在 安装 时 , 须经过 岗前 培训 , 必 掌 握 一般 安装知 识 , 知安装 标 准 , 熟 该找 平 的必 须 找平 , 连 接的部位 螺栓 必须 一条 不少 , 该 该 穿地脚 螺栓 的部位 必须一 条不 少 ;电工在 设 备 供配 电上应 做到按 规程 规范 接 电 ,对供 电 设 备开 关 、 制盘 应做到 提前检 修 , 好 电后 控 接 必 须对设 备进 行试运 转 。 则 , 相互难 以 否 不仅 就位 、 接 , 连 而且 吊装机 具也 无 法摆 放 , 装 安 要 分工协 作 , : 部分 由机械 人员 负责 安 如 机械 装, 电气部分 由电气人员负责连接 , 安装后 , 应对设备安装的完整性、 合理性、 安全性等进 行 检查 。 2 . 试技术 策略 2调 机电设备在出厂时一般无法进行总装和 负 荷试 验 , 即使是 使 用过 的设 备 , 由于拆 卸 、 搬 运及再 次安 装 , 改变 原始 安装状 态 , 难免 所 以 ,对安装 好 的机 电设 备尽 快进行 调试 就 显 得 非常重 要 。 该认识 到 , 是解体 装运 的 应 不仅 初 次使用 的大 型筑路 设备在 安装 后需 进行 调 试 , 际上所有新增 、 新 、 实 更 自制 、 造 、 改 大 ( 修 机械 设备 , 投人使 用前 , 必须 进 行 中) 在 都 调 试 。调 试前 ,要再 次检查 设备 装配 的完 整 性 、 理性、 合 安全 性 和渗 漏痕 迹 等 , 以便 调 试 工 作安全 、 顺利 进行 。调试 时 , 主要试 验其 工 作质量、 操作性能、 可靠性能、 经济性能等。 考 核 时 , 施工 现场进 行空 负荷 和负荷 试验 , 应在 以正确检 验其 性能是 否达 到工业 化生 产技 术 条件 要求 。 调试 过程 中 , 参加调试 的机 械技 术 人 员和 随机操作 人员 须时 时至 位 ,以主动 了 解设备的现实技术状况、 调试程序 、 操作控制 方 法等 。现场必 须有机 械技 术人 员笔 录调试 过程 。 因为它是 原始记 录 , 日后 操作设 备 、 是 撰写 技术 报告 、 决遗 留问题 的重要依 据 。 解 撰写 安装调 试技术报 告 是大 型筑 路设备 初次 安装 调试 后进行 技术 、资产 及财 务验 收 的 主要依 据之一 , 是一项 必须做 好 的工作 。 安
转子动不平衡的危害及消除方法
图 1 转 子 不 平 衡 量 示 意 图
在实际的运行中, 由于各种不可能避免的因素, 转
子装 配 时不 可能 做 到 压 缩 机转 子 和 增 速 机 完全 同 心 。
F=m e w =G ‘ 1 ) =G ( N w / 3 0 )
: . 、 x
一
衡不 能完 全消 除不平 衡量 , 还 残 留了一 些 不平 衡量 , 残
留的剩余不平衡量依然会引起振动; 另一方面 , 影响振
动 的 因素 是多 方面 的 , 转子 的 不平衡 量 只 是其 中之 一 , 其他 因素 的存 在依然 会导 致振 动的产 生 。
3 实 际运行 中破坏转子动平衡 的因素
2 0 0 7年 6月 2 9 日, 二空 1 # 机( 2 M C L - _ 1 4 5 7机 型 的
试f 牛 l 名 称
试件重量
送件 日 期 2 0 0 7 年7 月5日 试验 日 期 2 0 0 7 年7 月8 日
试件工作转速 1 2 I / k / n / n
压缩机 ) 因转子振动持续较高, 停机检修。技术人员首
先核 实 了 机 组 润 滑 油 的 油 温 、 油 压, 在 确 定 油 温 ( 4 8 ℃) 、 油压 ( 0 . 2 4 M p a ) 正常后 , 排除 了油温、 油压异
图纸 要 求 试件 近端
1 1 9 3 . 1 g・ l l ' l ' t l
允洋 F 衡量《 5 0 C ・ n ' l T l z i 酋 牙 量 远端
3 1
2 0 1 3 年( 第4 2 卷) 第4 期
Y J
工 业 科 技
转子不平衡的原因
转子不平衡的原因
1. 设计问题:
(1)旋转体几何形状设计不对称,重心不在旋转轴线上。
(2)在转子内部或外部有未加工的表面,引起质量分布不匀。
(3)零件在转轴上的配合面粗糙或配合公差不合适,产生径向或轴向摆动。
配合过松时,高转速下转子内孔扩大造成偏心。
(4)轴上的配合键装于键槽,形成局部金属空缺。
(5)轴上转动部件未对称安装,且有配合间隙。
2. 材料缺陷:
(1)、铸件有气孔,造成材料内部组织不均匀,材料厚薄不一致如:焊接结构由于厚度不同而造成质量不对称。
(2)、材料较差,易于磨损、变形造成质量分布不匀。
3. 加工与装配误差:
(1)焊接和浇铸上的造型缺陷。
(2)切削中的切削误差。
(3)叶轮在装配时配合误差的累积,引起重心偏移,因此对于高速转子每装上一个叶轮需要进行一次动平衡。
(4)、材料热处理不符合条件要求,或残余应力未消除加工和焊接时的扭曲变形,使转子永久性变形。
(5)配合零件不一致造成质量不对称。
如:螺孔深度或螺钉长度不一致等。
(6)联轴器不对中,对于其中一个转子来讲,一种平行不对中相当于对转子加了一个不平衡负荷。
因此也表现出不平衡的特征。
4. 动平衡的方法不对
对于挠性转子,其工作转速下的振型与其一阶振型有显著差别。
因此仅在低速下对转子做动平衡,在高速下仍会发生很大的振动。
东方发电机转子组装工艺
东方发电机转子组装工艺摘要:根据构皮滩转子的结构特点及组装控制尺寸要求,制订严格的工艺措施,并通过对首台机转子转子组装工艺的分析和实践,总结、优化下一台转子组装的工艺方案,成功地控制了转子支架的焊接变形、热打键的胀量、转子铁芯及转子的圆度和同心度,保证二台转子组装各项控制尺寸要求。
关键词:转子组装工艺圆度、同心度控制1概述水轮发电机转子由转子中心体、圆盘式分瓣转子支臂、转子磁轭、转子磁极及其它附件组成;现场组装时先将转子中心体与圆盘式分瓣转子支臂把合成整体并按专门的工艺文件焊接成一体;转子磁轭由2mm厚的高强度冲片现场叠压而成,并通过冷、热打键的方式使磁轭与转子支架形成一个整体;48个转子磁极挂装于磁轭外侧。
转子组装的工作内容包括转子支架组装、焊接、闸板组装、磁轭叠装、磁极挂装等。
2转子组装工艺流程图转子组装工艺流程见图13转子组装工艺措施3.1现场布置在转子组装场地中心安装转子中心体支墩;制作一定数量的钢支墩布置在转子不同的圆周上,用于支撑支臂和磁轭;在最外圆布置磁轭叠片和磁极安装的升降式可拆卸平台;转子测圆架安装在转子中心体顶部。
3.2转子支架组焊1、设备清扫检查转子中心体和支臂运输到安装间后,对合缝块及焊缝坡口进行清扫、打磨。
中心体的上法兰面进行清扫、检查高点和除毛刺。
图1转子组装工艺流程2、转子中心体支墩安装和中心体就位清理转子工位中心基础板把合螺栓孔,将转子中心体支墩吊装就位,用螺栓将支墩把合在基础板上。
将转子中心体吊放到转子中心体支墩上,利用千斤顶和中心体支墩上楔子板调整转子中心体上法兰面水平在0.05mm内,合格后,对称、均匀将转子中心体固定到转子中心体支墩上。
检查中心体上法兰与上端轴止口直径和中心体下法兰与下端轴口直径的同心度。
3、测圆架安装将中心测圆架各部件安装在转子中心体上法兰面上。
调整转子测圆架中心柱的中心和垂直度:同心度调整到0.05mm以内。
测圆架中心柱垂直度不大于0.02mm/m,测圆架调整后,要求利用中心测圆架转臂重复测量圆周上任意点的半径误差不得大于0.02mm,旋转一周测头的上下跳动量不得大于0.2mm。
高速公路机电设备安装常见技术问题及对策
高速公路机电设备安装常见技术问题及对策[摘要]:随着我国工程领域以及技术的不断发展,对于其机电设备的安装工作异常重要。
文章阐述了我国机电设备安装相关现状,分析了相关问题,基于优化技术,探讨了机电设备安装对策。
[关键词]:机电设备安装,安装技术中图分类号:tu85 文献标识码:tu 文章编号:1009-914x (2012)20- 0057 -01随着生活水平和施工技术的不断提高,人们不仅重视建筑物本身的质量和使用功能,也开始重视建筑物相应的一些机电设备等附属物的质量和使用功能。
机电安装工程安装技术的好坏将直接影响建筑使用质量的高低。
因此提高建筑工程设备安装技术,保障工程设备安装质量,已经成为建筑施工企业管理中的一项重点内容。
1 机电设备安装过程中常见技术问题一般来说,机电设备安装中常见的技术问题主要有以下几点。
1.1 螺栓连接问题螺栓、螺母连接是机电行业的一种最基本的装配,连接过紧时,螺栓在机械力与电磁力的长期作用下容易产生金属疲劳,发生剪切或螺牙滑丝等连接过松的情况,使部件之间的装配松动,引发事故。
对于电气工程传导电流的螺栓、螺母连接,不仅要注意其机械效应,更应注意其电热效应,压接不紧,接触电阻增大,通电时产生发热—接触面氧化—电阻增大的恶性循环,直至严重过热,烧熔连接处,造成接地短路、断开事故。
对于一次设备及母线,连接线的并沟线夹、t型线夹、设备线夹、接线相等都可能因此产生程度不同的事故。
1.2 振动问题泵的转子不平衡,轴承间隙大,转子和定子相摩擦,转子与壳体同心度差等,这些都是机械方面的问题。
电机转子不平衡,轴承间隙大,转子和定子气隙不均匀。
主要是工艺操作参数偏离泵的额定参数太多,引起泵的运行不平稳。
由于旋转的惯性力和偏心不平衡产生的扰力,会引起设备部件产生强迫振动,并通过设备底座、管道与建筑物的连接部分产生振动和噪声,并以固体声和空气声波的形式向周围空间辐射噪声进行传播,给人们的生活、学习、工作带来影响。
转子不平衡量的计算方法
转子不平衡量的计算方法转子不平衡量的计算方法1、计算转子的允许不平衡度eper=(g×1000)/(n/10)eqer---允用不平衡度单位μg---平衡精度等级一般取6.3n----工作转速单位r/min例某工件工作转速1400r/min平衡精度等级取6.3然后eper=(6.3)×1000)/(1400/10)=6300/140=45μ2。
计算允许的剩余不平衡量M=(eper)×M)/(r×2)m------允许残余不平衡量单位gm------工件旋转质量单位kgr------工件半径单位mm例工件质量20kg半径60mm双面天平,因此计算每个天平表面的允许残余量余不平衡量为m=(eper×m)/(r×2)=45×20/60×2=7.5g不平衡机的特殊名称1、不平衡量dd转子某平面上不平衡和量值大小,不涉及不平衡的角位置。
它等于不平衡质量和其质心至转子轴线距离的乘积,不平衡量单位为g.mm或g.cm俗称“重径积”2.不平衡度DD是转子平面上不平衡质量相对于给定极坐标的角度值3、不平衡度ddd转子单位质量的不平衡量,单位为g.mm/kg,在静不平衡时相当于转子的质量偏心距,单位为微米。
4.初始不平衡量DDD是平衡前转子上的不平衡量。
5、许用不平衡量ddd为保证旋转机械正常工作所允许的转子剩余不平衡量该指标用不平衡度表示时,称为许用不平衡度(亦有称许用不平衡率)6.剩余不平衡量DDD是平衡后转子上的剩余不平衡量。
7、校正半径dddd校正平面上校正质量的质心到转子轴线的距离,一般用mm表示。
8.校正面干扰(相互影响):由于给定转子一个校正面上DDD的不平衡量发生变化,导致平衡机在另一个校正面上的分度值发生变化(有时称为平面分离影响)。
9.转子平衡质量DDD是衡量转子平衡质量的指标。
g=eperω/1000试中g为转子平衡品质,mm/s,从G04到G4000,分为11级,eper是转子的允许不平衡率,g.mm/kg或转子的质量偏心率μmω转子最大工作转速对应的角速度=2Ⅱn/60≈ n/1010,转子每单位质量的允许剩余不平衡量(速率)eper=(g)×1000)/(n/10)单位:g.mm/kg或mm/S11,最小可实现剩余不平衡量(umar)---单位g.m,平衡机能使转子达到的剩余不平衡量的最小值,是衡量平衡机最高平衡能力的性能指标,当该指标用不平衡度表示时,称为最小可达剩余不平衡度(单位g.mm/kg).12、不平衡量减少率(URR)——通过平衡校正减少的不平衡量与初始不平衡量的比率。
转子许用剩余不平衡量的分析与试验
第 43 卷第 2 期2023 年 4 月振动、测试与诊断Vol. 43 No. 2Apr.2023 Journal of Vibration,Measurement & Diagnosis转子许用剩余不平衡量的分析与试验∗葛玉柱1,雷雪梅1,张跃春2,方志翔1,卢璋1(1.湖南泛航智能装备有限公司株洲,412000)(2.湖南航翔燃气轮机有限公司株洲,412000)摘要针对转子平衡问题,分析了目前国际上常用的确定许用剩余不平衡量的方法,探讨了各标准及相关方法的原理、出发点及发展历史,明确了不同计算方法中各物理量的含义,提出了在使用不同方法时的注意事项和建议,比较了各方法所得出的许用剩余不平衡量引起的不平衡力以及所占轴颈静载荷的百分比。
通过试验验证了许用剩余不平衡量对高速叶轮机械振动和温度的影响。
对于常用的平衡品质级别:在现有常用动平衡机能达到的灵敏度内,美国石油协会(American Petroleum Institute,简称API)规定的许用剩余不平衡量最小,对轴承寿命的影响也最小;工程应用中,需考虑动平衡机的灵敏度,以确定合适的许用剩余不平衡量;许用剩余不平衡量应按照相应的准则分配到校正平面;确定许用剩余不平衡量的各方法所用公式中物理量的含义各不相同,具有较强的行业特征和时代特征,其中API考虑了动平衡机的灵敏度水平,更具技术先进性、经济性、可操作性及应用参考价值。
关键词转子;许用剩余不平衡量;平衡品质级别;分配;不平衡力;动平衡机灵敏度中图分类号TH132;TH442;O347.6引言转子不平衡是引起很多转子振动超标、提前失效或损坏的主要原因。
工程实践表明,汽轮机、压缩机、齿轮传动装置及叶轮驱动装置等带有旋转转子的设备,其运行平稳性与转子的动平衡品质密切相关。
因此,对转子进行合适的平衡是降低机器振动水平和噪声水平、提高机器使用寿命、可靠性和安全性的有效措施。
对转子进行平衡的目的是将转子的剩余不平衡量或者由不平衡引起的轴承动支承力、轴的挠度、振动值限制在规定的范围内。
航空发动机整机振动控制技术分析
航空发动机整机振动控制技术分析摘要:本文主要对航空发动机整机振动控制技术进行解析。
首先阐述航空发动机整体振动控制技术的设计过程,同时从航空发动机整机振动控制技术的装配过程以及验证过程等方面,详细解析了控制技术的操作要点。
关键词:航空发动机;整机振动;控制技术引言航空发动机整机一旦出现振动问题会影响到飞机的安全飞行,因此需要明确发动机振动的影响因素,通过利用现代化技术来控制振动现象,从而提升航空飞机发动机的运行稳定性。
1 航空发动机整体振动控制技术的设计过程(1)系统动力学设计。
在该设计过程中,主要研究的是转子动力学系统,特别是转子临界转速问题,确保其运行的稳定性,才能达到使用的效果。
比如某发动机本身就有双转子临界转速的结构,但是没有实现系统整体性判定,容易导致发动机过载或者不同心的问题,所以研究人员展开分析和研究,耦合系统振动特性存在偏差。
此外,发动机系统设计中,应积极有序的组织进行线性系统振动分析,优化系统内技术参数,比如刚度参数、阻尼参数等,从而得出最佳的设计效果。
在发动机技术不断发展与提升的背景之下,要处理强非线性因素适应度,就要进行整个系统的振动控制,实现综合性分析。
发动机的基本参数是人们关注的重点,集中分析概率分布,并且选择合适的处理措施。
但是也要注意,结构功能差组合参数、装配过盈范围参数以及温度梯度参数等,都进行动柔分析。
因此,技术人员为了预防发生整机振动的问题,通常要将整体结构作为系统展开分析,分析研究力学特性结构,掌握振动原理,提高设计水平。
(2)支承连接系统动力单元。
经过动力学分析后发现,很多人对于航空发动机的振动解决方法有所掌握,但是还存在支点准确性以及连接结构动柔度不合格的问题。
因此测量支点的精柔度极为重要,所以要充分的关注影响参数变化的因素,防止发生零部件变形的问题,特别是轴承与游隙的控制,确保数据的完整性。
在常规数据分析是,临界转速对支点柔度较为敏感,所以也能够保证静子轴承结构体系设置合理,工作温度参数符合要求,集中处理振动测试项目,保证两者关系的正常化,解决存在的问题,发布相关的处理措施。
电机转子同心度误差
电机转子同心度误差电机转子同心度误差是指电机转子的轴线与电机外壳之间的距离不是完全相同。
同心度误差在电机运行过程中会产生振荡、噪声、磨损等不良影响。
本文将深入探讨电机转子同心度误差的成因及其解决方法。
一、成因1. 加工误差在电机的制造过程中,由于加工操作、设备精度等因素,会导致转子组件的部分偏离其理论位置。
例如,在转子的匝间装卡过程中,如果装配精度不正常,就会引起转子偏转。
2. 装配误差在电动机的装配过程中,由于人员不熟悉装配流程,工序安排不当,以及相关工具不适宜等因素,都会引起转子装配不到位,影响同心度误差。
3. 气温影响电动机在使用过程中,由于工作状态不同,其温度也不同。
因此,在制造过程中,厂家会根据所处环境气温等因素预留误差空间。
然而,温度过高或过低都会导致电机的同心度误差。
二、解决方法1. 关注机械配合在装配转子时,需要关注转子与其它部件之间的机械配合,定期检查加工工具的磨损情况,以确保装配更加精确。
此外,也需要使用适宜的工具进行检测,以确保转子在装配过程中正常。
2. 关注装配精度在电动机的装配过程中,需要注意装配精确度。
应按照正确的工序安排、使用适宜的工具及保证人员熟悉操作流程等因素,以最大程度地减少误差。
3. 温度控制应注意控制转子所处环境的气温,采取措施使其处于适宜的温度范围内。
例如,可以采用散热器等设备,保证转子温度不会过高,以确保电机同心度误差得到有效地控制。
总的来说,电机转子同心度误差是不可避免的问题,但只要采取适宜的措施,就能有效地减小误差造成的影响。
需要注意的是,每个电机的环境因素都有所不同,因此,应根据具体情况采取相应的措施。
面向端齿连接结构的航空发动机转子装配同轴度优化研究
面向端齿连接结构的航空发动机转子装配同轴度优化研究我们来探讨一下面向端齿连接结构的航空发动机转子装配同轴度优化研究的背景和重要性。
面向端齿连接结构的航空发动机转子装配同轴度优化研究是机械工程领域的一个重要课题,它关乎着航空发动机的性能和安全性。
航空发动机作为飞机的心脏,其每一个零部件的装配质量都至关重要。
而面向端齿连接结构的航空发动机转子在装配时的同轴度优化,对于提高发动机的性能、降低能耗和延长使用寿命具有重要意义。
从简到繁地解释,面向端齿连接结构是一种常见于航空发动机中的转子连接方式,其装配同轴度的优化研究即是为了保证转子的装配精度达到最佳状态。
具体来说,在飞机飞行时,转子叶片高速旋转,任何微小的装配误差都会导致叶片之间的间隙不均匀,甚至可能引起叶片脱落或磨损加剧,从而影响发动机性能和安全性。
进行面向端齿连接结构的航空发动机转子装配同轴度优化研究,可以有效提高装配精度,保证转子运行时的稳定性和安全性。
接下来,我们将深入探讨面向端齿连接结构的航空发动机转子装配同轴度优化的方法和技术。
针对这一问题,目前的研究主要集中在精密测量技术、自动化装配技术和智能优化算法等方面。
精密测量技术可以通过激光干涉仪、光学投影仪等高精度仪器,实时监测转子装配过程中的同轴度情况,为后续的优化提供准确的数据支持。
自动化装配技术则通过引入机器人装配系统或智能装配夹具,提高装配精度和效率。
而智能优化算法则可以借助计算机模拟、人工智能等技术,对装配过程中的同轴度问题进行实时调整和优化。
在文章中多次提及“面向端齿连接结构的航空发动机转子装配同轴度优化研究”,是为了确保我们对于这一课题有更全面的理解。
这个主题所涉及的内容非常深奥复杂,需要我们逐步引导,并通过多方面的展开,使得读者通过文章能够全面、深刻地理解。
我个人对于这一主题的理解是,航空发动机转子装配同轴度优化研究不仅仅是一项技术问题,更是对于航空安全和飞行性能的保障。
只有通过不断地研究和优化,才能确保飞行器在高速飞行和特殊环境下的稳定性和安全性。
转子测量包括的内容
转子测量包括的内容转子测量是机械加工领域中的一项重要技术,它主要用于测量旋转机械中的转子的各项参数,以确保机械的正常运转。
转子测量包括的内容非常广泛,其中包括转子的几何尺寸、动平衡、振动、温度等多个方面。
本文将详细介绍转子测量包括的内容。
一、转子的几何尺寸测量转子的几何尺寸是转子测量中最基本的内容之一。
它主要包括转子的直径、长度、圆度、平行度、同心度等参数的测量。
这些参数的测量对于转子的加工和装配非常重要,因为只有准确测量出这些参数,才能保证转子的运转质量和寿命。
转子的直径和长度是最基本的几何尺寸参数,它们通常使用千分尺或游标卡尺进行测量。
圆度是指转子的轴线与转子表面的最大距离和最小距离之间的差值,它通常使用圆度仪进行测量。
平行度是指转子的轴线与转子表面的最大距离和最小距离之间的差值,它通常使用平行度仪进行测量。
同心度是指转子的轴线与转子表面的最大距离和最小距离之间的差值,它通常使用同心度仪进行测量。
二、转子的动平衡测量转子的动平衡是指转子在高速旋转时,转子的质量分布均匀,不会产生过大的离心力和振动。
动平衡是转子测量中非常重要的一个方面,因为转子的动平衡不良会导致机械的振动和噪音,严重时还会导致机械的损坏。
转子的动平衡测量通常使用动平衡仪进行。
动平衡仪可以测量转子的不平衡量和不平衡位置,并通过添加或减少质量来实现动平衡。
动平衡仪通常包括一个传感器和一个控制器,传感器可以测量转子的振动,控制器可以计算出转子的不平衡量和不平衡位置,并通过添加或减少质量来实现动平衡。
三、转子的振动测量转子的振动是指转子在运转过程中产生的机械振动。
转子的振动会导致机械的噪音和损坏,因此需要对转子的振动进行测量和分析。
转子的振动测量通常使用振动传感器进行。
振动传感器可以测量转子的振动幅值、频率和相位等参数。
振动传感器通常包括一个加速度计和一个信号处理器,加速度计可以测量转子的振动,信号处理器可以处理加速度计的信号,并计算出转子的振动参数。
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基于同心度测量的转子不平衡量装配优化技术
摘要:本文介绍基于同心度测量的转子不平衡装配优化技术,以部件安装角度优化,满足转子不平衡量的控制目的。
针对转子旋转轴线和部件惯性轴间偏差形成的转子不平衡量原理,得到同心度在转子不平衡量中的估算方法,以发动机转子情况给予优化方案。
使用蒙特卡洛仿真法行随机装配中优化装配仿真,并对装配优化技术做验证,以此满足对转子不平均原理改善的效果。
关键词:同心度测量;转子同心度;不平衡量转配优化
引言
转子不平衡量为旋转机械激振源。
对转子不平衡量进行控制,在旋转机械中十分重要。
高速旋转航空发动机中,转子不平衡量控制效果,在发动机装配技术中是关键组成部分。
航空发动机转子必须由严格平衡工艺,对转子不平衡大小进行控制,主要是对转子最终不平衡量,初始不平衡量进行控制。
1.原理
多个部件装配后形成发动机转子,在进行装配过程时,各部件旋转中心和转子旋转轴线必须保持一致。
部件装配工艺、部件本身质量,都会造成部件自身旋转中心和转子旋转轴线出现偏差,而这样的偏差是导致转子不平衡主要因素。
转子不平衡量是转子旋转轴和转子惯性轴的偏差。
旋转轴和惯性轴可建立不同心度、不平衡量关系。
以几何为目标点出发,旋转轴可为转子支撑面的圆心连续。
转子垂直于轴线连线,可用转子部件两端做链接定位圆心连线进行替代。
各连接定位面偏差,导致连接定位面不平行、同心。
导致转子装配后,转子旋转轴与部件惯性轴偏差。
平移与偏斜效应组合,可将部件旋转轴不平衡量进行计算。
转子不平衡量累加,可对转子不平衡特征做了解。
得到以几何量测量不平衡量方式。
转子转配的各部件惯性轴特征为固有特征,而旋转轴是以部件装配位置变化而变化的。
不平衡量因部件旋转轴、惯性轴关系而影响,可使用对部件装配角度优化,对不平衡量进行控制。
2.不平衡量的估算及优化
2.1.估算方法
部件惯性轴线是直线,并与支承面圆心连线、连接成一致;部件为刚性转配,连接处圆心重合;部件质量均匀。
部件测量:部件测量是对部件链接定位面间制造偏差进行计算,两个连接定
位面间不同行度、心度,部件可用连接面夹角矢量、偏心矢量,对连接定位面偏差进行表示。
部件简化是基准面为坐标系惯性轴,和被测连接面结合,惯性轴可定位成被测面和基准面圆心连线。
转子装配:将各部件以连接关系进行装置,对转子连接面累积偏差进行计算。
连接面可计算出各累积偏差。
部件测量时,各连接面偏差为相对偏差,为部件自身坐标系下测量结果。
需要将部件偏差置于相同坐标系下,才能得出累积偏差。
在累加之时,需对坐标做转换,其测量结果不能直接累加。
做部件装配时,连接面安装相位角也会对累积偏差构成影响,相邻部件安装相位角也需在累加计算中考虑在内。
旋转轴确定:转子的装配基准坐标系下,第一定位连接面的圆心和最后定位连接面圆心连线便是转子装配组间旋转轴,从而可建立起旋转轴空间直线函数。
部件不平衡量计算:对各部件不平衡量、偶不平衡量进行计算,便于做不平衡量累加时,将偶不平衡量、经不平衡量分解为转子组件平衡面,可对平衡量动不平衡量做计算。
2.2.不平衡量优化
装配中对转子部件周向安装角做调整,能对转子部件旋转轴、惯性轴关系进行影响,从而对转子不平衡量构成影响。
可根据此规律,开发通过对转子部件安装角做调整,实现转子不平衡量优化方法。
优化计算的方法较多,遗传优化算法、Powell优化算法是常用算法。
这些方法能对转子部件安装角度作为连续变量进行处理,而转子部件安装角度为离散性变量,部件以有限个螺栓连接,也主只能形成有限个安装角度。
连接面在不多状况下,可对全部安装面做计算,从而形成最有组合形式,此方法便捷、简单。
航空发动机转子组成部件有限,此方法能进行使用。
3.仿真计算
以国外研究中所用方法做仿真计算,此次以某法定及高压压气机的转子为研究对象,使用蒙特卡洛仿真法,将优化装置过程、随机转配过程做仿真。
将各部不平行度、不同心度公差设为0.04mm,公差满足正态分布。
不平行分布、不同心的均值为0,其标准差为0.02mm。
将其随机生成部件公差,根据优化装配、随机装配做不平衡量的仿真计算,可对两组模式下转子不平衡量得出结果。
做7000次仿真计算后,对两组装配方式的不平衡量进行对比。
其以累计计算概率是96%,其随机转配下,转子不平衡量区间分布为0~640gmm,优化装配下,不平衡量区间分布为0~270gmm。
优化装配模式后,转子的初始平衡量显著下降。
若优化比例<50%,概率为75%,对任何部件,优化装配模式为75%概率得到相较于随机装配低50%的不平衡量。
从仿真计算中得知,采取优化装配,可有效对转子不平衡量进行改善。
4.结语:
本文主要对通过测量转子部件的端面跳动、径向跳动,优化部件安装相位角,对转子不平衡量做有效控制。
经过对部件惯性轴、转子旋转轴的偏差计算后,对转子的不平衡量做计算。
而这样的方式,便形成安装相位角不同对部件旋转轴、部件惯性轴关系,从而对转子不平衡量进行影响。
以对安装相位角进行优化,能对装配过程中的转子不平衡量做控制,采取优化配置,能对转子不平衡量做有效改善。
使用蒙特卡洛仿真计算法,对优化装置改善转子不平衡量情况做进一步确定。
以某高压发动机转子为例,以此进行计算,对优化设置改善转子不平衡量情况作出结论,结果证明,采取优化装配,可有效对转子不平衡量进行改善。
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