发电机找动平衡

发电机转子现场动平衡查找

边科初久龙

本钢维检中心发电作业区

摘要：发电机轴瓦振动有很多是因为转子动平衡不好而引起的，以往我们多是将转子抽出，送到专业的试验机上进行动平衡查找。这样需要8到10个工作日，既耽误了生产又为检修带来了很大的工作量。采用现场找动平衡仅需要1个工作日就可以完成，无论是对生产还是检修都有很大的好处。

关键词：发电机振动动平衡

一．前言

质量不平衡是引起旋转机械振动大的最常见原因。理想的平衡状态是转子各断面惯性主轴与转动轴线重合，但由于种种因素，在实际汽轮发电机组轴系中不可能存在这种理想的平衡状态。不平衡离心力和力矩必然始终存在并作用在转子及支撑系统上。过大的不平衡量将造成转子、轴承和基础的大幅值振动，严重时会造成支撑部件的损坏、甚至轴系断裂的灾难性事故。为降低质量不平衡引起的振动，现场最有效的办法是进行转子（轴系）高速动平衡查找。

二．转子中不平衡的来源：

一个转子在设计上一般都使它相对于旋转轴线是轴对称的。但是由于工艺上的一系列因素影响，最后装配完毕的转子总是不能做到动力上的完全轴对称，存在一定的部平衡量。

这种不平衡通常称之为原始不平衡量。造成原始不平衡量的因素主要有：

1、转子材质的不均匀性：

2、联轴器的不平衡：

3、键槽不对称引起的不平衡。

4、转子加工中总会产生一些圆度偏差和偏心等；

5、叶轮的不平衡量影响；

这些因素造成的不平衡量都属于随机性质的，无法计算得到，因此总要通过重力试验（静平衡）和旋转试验（动平衡）来测定和校正，使其降低到允许的程度。

图一一个圆片的不平衡量

如果把一个转子分割成厚度为Δz的原片，则每个圆片（如图一所示）都存在一个不平衡量。鉴定大小为G的不平衡质量存在于半径为r、圆周参考角度为α的地方，那么其所产生的离心力为：

2

G r

Fω

=

式中ω为角速度。可见离心力F随ω的平方增大而增大。所以将G和r的乘积成为不平衡量，一般表示为：

）

（或简写为Gr

U

Gr

U=

=

单位通常为

m m

g⋅，则：

）

（或简写为2

2U

F

U

Fω

ω=

=

因此离心力与不平衡量成正比例关系。

综上所述转子的不平衡超标会对机械的正常运转有较大影响。

三．动平衡的品质与评价方法。

动平衡的品质标准是以转子现场运转平稳为目标的。对其进行评价主要有以下几个评定方法：

1.轴承振幅

我国采用的汽轮发电机组轴承振动的标准是，50

μm为合格，30μm为良好，20μm为优。

2．轴承振动剧烈程度：

振动剧烈程度即为振动有效速度，包含转速因素。

3。轴振幅。

国际上对轴振要求为额定转速时320

μm为不合格，200μm为合格。

四．现场动平衡查找。

现场动平衡是指旋转机械在现场工作或接近现场工作状态下，对其进行振动测量分析和校正的一种平衡方法，特点是：工作量小、快速等优点。现场动平衡调整只是对转机的单面单测量校正，不能解决双面力距不平衡量校正的问题。现场找动平衡方法很多，有两点法，三点法，及闪光测相法。以下就简述一下三点法现场找动平衡的过程。

1.在发电机正常运转时测出前后瓦的垂直，径向，轴向的振动值。并做好标记，以备下次测量时为同一点。

2.停机后拆除发电机两侧端盖，在振动超标一侧的发电机转子端取下一定重量的平衡块，做好标记为（1）点，然后按顺时针方向120度的地方做标记（2），并将取下的平衡块固定在（2）点上。

3.完成后转机升速到3000r/min，然后在原来标记的各点上再次测出振动值做好记录。

4.停机，将（2）点的平衡块取下，再次按顺时针方向距离（2）点120度的地方做标记（3），将平衡块固定在（3）点上。

5继续转机至3000r/min，在原来各点测出振动数据。

6.把取下的平衡块质量设为M按一定的半径，测得的三个振动值为A1、A2、A3。

作图步骤如下（具体作图如图六所示）：

1、以O为圆心，取合适比列，以A1、A

2、A3为半径画圆；

2、小圆内以OA为边长，OA为顶点，做等边三角形OAB

∆；

3、以B为圆心，中圆的半径为半径画圆，所得圆与大圆交于C点

4、以AC为边，A和C为顶点，做等边三角形ACD

∆；

5、做ACD ∆的中心点，记为S 。以S 为圆心，AS 为半径做圆，OS 与S 圆交于S ’点。 S ’即为平衡重量应加的位置，A 、C 、D 三点分别对应三个试加质量的位置。这一方法电机试运次数为4次。

平衡质量P 为：

M SA

OS P ⋅=

五．实例

今年，在我作业区对发电厂高压车间23号机组进行大修后，发现发电机后瓦轴向振动超μm。我作业区技术人员与电厂技术人员一起在现场用三点法对发电机标很多，为310

转子进行了动平衡查找。最后用上述方法计算得出，加配重块600多克。完成后轴瓦振

μm以下。

动均降至40

六．结论

现场找动平衡方法简单，而且准确可靠，又可以减少大量的工作量，值得推广应用。就技术层次而言，转子现场动平衡方法，一则需要相应技术基础支持，譬如机械振动原理，转子振动原理以及表现形式；二则需要一定数据积累，在工程上，不可能每次都做细致的理论分析，需要一套简单而行之有效的方法，在转子动平衡试重等配比需要一定的数据支持，才能更好的达到找动平衡效果。

参考文献：汽轮机设备检修技术转子动平衡原理电力工业技术管理法规

作者简介：边科男，出生于1974年2月，毕业于本钢技校，现为本钢维检发电作业区汽机工段班长，助理技师。

初久龙男，出生于1963年，高中学历，现为本钢维检汽机工段段长。