动平衡方法总结

转机现场动平衡方法总结

摘要：转子现场动平衡方法，操作简单，避免了转机设备的大范围移动，减少了转机的振动情况，在实际中有很多的应用。在此对转机现场动平衡方法简单的总结。

关键词：转机；动平衡；现场

一、转子中不平衡量的来源和表示方法：

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：

2Gr F ω=

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mm g ⋅，则：

）（或简写为22U F U F ωω==

因此离心力与不平衡量成正比例关系。

不平衡量是由方向的属于矢量，工程上通常表示为：

α

∠

=U

U

由于，每个圆片的不平衡量大小和方向个不不同（如图二、三所示），转子的不平衡量是轴坐标的函数。由于本文侧重对叶轮动平衡的调整，在此不做详细叙述。

图二一个转子的不平衡量

图三不平衡量分布函数

二、动平衡的品质评价方法

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：

（一)、轴承振幅：

50年代我国电力部根据苏联经验，规定3000r/min的电站汽轮机的轴承振幅（双振幅）

小于50μ

m为合格，6000r/min的小型汽轮机的轴承振幅（双振幅）小于30

μ

m为合格。对

于工作转速差别较大的工业汽轮机和离心压缩机来说不适合用轴承振幅作为机组振动的评定尺度和标准值。

（二)、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。

对于工业汽轮机和离心式压气机一般可取用v=1.8mm/s。测量技术上，轴承振动有效速度测量是用电动式传感器，不论子啊灵敏度和稳定性上都是十分令人满意的，而且告诉动平衡机上一般都装备这种测量系统，所以采用轴承振动烈度就有很大的优越性，不必进行数据换算。

（三)、轴振幅：

美国首先采用的，轴振幅测量仪器——涡流式测量仪首先由美国突破，测量轴振幅可以直接观察轴是否与汽封或轴瓦相碰。

以上三种评定方法的简单介绍，目前似一种方法在我国老机组上尚在使用。第二中方法主要集中在欧洲应用较多。而第三种方法首先在美国、日本应用。在机组运行监视上，小机组使用第二种方法，中型机组是用第三种方法，而大型机组则用第一、二、三种方法组合方法。

三、现场动平衡

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。以下就简述几种现场动平衡的方法。

（一)、两点法找动平衡：

包括水平两点法，垂直两点法。表述如下：

a、水平两点法

测出风机在工作转速下两轴承的振动振幅，若A侧振动大（振动值为Ao），则先平衡A 侧，在转子上某一点（作记号1）加上试加质量M，测得振动值为A1，按相同半径将此试加质量M移动180°（作记号2），测得振动值为A2，根据测得的A0、A1、A2值，选适当的比例作图，求出应加平衡质量的位置和大小。作图图四所示：

图四动平衡水平两点法示意图

作△ODM，使OM：OD：DM= A0：A1/2：A2/2，延长MD至C，使CD=DM，并连接OC；以O 为圆心，OC为半径作圆O；延长CO与O圆交于B，延长MO交圆于S，则OC为试加质量M 引起的振动值（按比例放大后的振动值），平衡质量P为：

M OC

OM P ⋅= 永久配重的位置，由图中量得角∠COS 为d ，则平衡质量应加在第一次试加质量位置1的逆转向α角或顺转向d 角处，具体方位由试验确定，这种方法需要5次电机转运，才能完成找动平衡的工作。电机试运次数较多。

b 、垂直两点法

测出风机在工作转速下两轴承的振动振幅，若A 侧振动大（振动值为Ao ），则先平衡A 侧，在转子上某一点（作记号1）加上试加质量M ，测得振动值为A1，按相同半径将此试加质量M 移动90°（作记号2），测得振动值为A2，根据测得的A0、A1、A2值，选适当的比例作图，求出应加平衡质量的位置和大小。作图图五所示：

图五 动平衡垂直两点法示意图

作图时，先以A0值为半径，画图，圆心为O ，选择水平半径圆上O1 (0°)，垂直半径O2 (90°)。以A1为半径，并以O1为圆心画圆，以A2为半径，并以O2为圆心画圆。圆O1和圆O2在以O 为圆心，A0为半径的圆中只有唯一的一个交点A ，分析OA O 1∆和OA O 2∆，根据力学的一般知识，可以知道矢量应该是北侧转子在0°和90°加试重M 造成的振动变化。求出OA 大小及其与O O 1和O O 2的夹角，则配重的大小P 可表示为：

M OA

A O M OA A O P 21⋅=⋅= 永久配重的位置，按O1 (0°)计，则要转过a 角使之反向；若按O2 (90°)计，应该转过a+90°。这个方法的优势就是一次确定配重位置，一共需要4次运转电机就可有效减小转子振动。

（二)、三点法找动平衡

此法与两点法基本相同，只是用同一试加质量M 按一定的半径依次加在互为120°的三个方向上，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）：