1、 技 術(shù) 講 課 教 案技術(shù)講課教案主 講 人：范經(jīng)偉技術(shù)職稱（或技能等級）：高級工所在崗位：鍋爐輔機(jī)點(diǎn)檢員講課時間： 2011年 06月24日培訓(xùn)題目：轉(zhuǎn)子動平衡原理、方法和標(biāo)準(zhǔn)培訓(xùn)目的：多種原因會引起轉(zhuǎn)子某種程度的不平衡問題，分布在轉(zhuǎn)子上的所有不平衡矢量的和可以認(rèn)為是集中在“重點(diǎn)”上的一個矢量，動平衡就是確定不平衡轉(zhuǎn)子重點(diǎn)的位置和大小的一門技術(shù)，然后在其相對應(yīng)的位置處移去或添加一個相同大小的配重。內(nèi)容摘要：動平衡前要確認(rèn)的條件：1. 振動必須是因?yàn)閯硬黄胶庖稹２⑶乙_認(rèn)動不平衡力占振動的主導(dǎo)。2. 轉(zhuǎn)子可以啟動和停止。3. 在轉(zhuǎn)子上可以添加可去除重量。培訓(xùn)教案：第一章 不平衡問題種類為了

2、以最少的啟停次數(shù)，獲得最佳的平衡效果，我們不僅要認(rèn)識到動不平衡問題的類型（靜不平衡、力偶不平衡、動不平衡），而且還要知道轉(zhuǎn)子的寬徑比及轉(zhuǎn)速決定了采用單平面、雙平面還是多平面進(jìn)行動平衡操作。同時也要認(rèn)識到轉(zhuǎn)子是撓性的還是剛性的。l 剛性轉(zhuǎn)子與撓性轉(zhuǎn)子² 對于剛性轉(zhuǎn)子，任何類型的不平衡問題都可以通過任選的二個平面得以平衡。² 對于撓性轉(zhuǎn)子，當(dāng)在一個轉(zhuǎn)速下平衡好后，在另一個轉(zhuǎn)速下又會出現(xiàn)不平衡問題。當(dāng)一個撓性轉(zhuǎn)子首先在低于它的70%第一監(jiān)界轉(zhuǎn)速下，在它的兩端平面內(nèi)加配重平衡好后，這兩個加好的配重將補(bǔ)償?shù)舴植荚谡麄€轉(zhuǎn)子上的不平衡質(zhì)量，如果把這個轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速提高到它的第一臨界轉(zhuǎn)速的70

3、%以上，這個轉(zhuǎn)子由于位于轉(zhuǎn)子中心處的不平衡質(zhì)量所產(chǎn)生的離心力的作用，而產(chǎn)生變形，如圖10所示。由于轉(zhuǎn)子的彎曲或變形，轉(zhuǎn)子的重心會偏離轉(zhuǎn)動中心線，而產(chǎn)生新的不平衡問題，此時在新的轉(zhuǎn)速下又有必要在轉(zhuǎn)子兩端的平衡面內(nèi)重新進(jìn)行動平衡工作，而以后當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速降下來后轉(zhuǎn)子又會進(jìn)入到不平衡狀態(tài)。為了能在一定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，確保轉(zhuǎn)子都能處在平衡的工作狀態(tài)下，唯一的解決辦法是采用多平面平衡法。² 撓性轉(zhuǎn)子平衡種類1. 如果轉(zhuǎn)子只是在一個工作轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)，小量的變形不會產(chǎn)生過快的磨損或影響產(chǎn)品的質(zhì)量，那么可以在任意二個平面內(nèi)進(jìn)行平衡，使軸承的振動降低到最小即可。2. 如果一個撓性轉(zhuǎn)子，只是在一個工作轉(zhuǎn)速下工作

4、，但是將轉(zhuǎn)子的變形量降低到最小是極其重要的，這時最好采用多平面動平衡修正。3. 如果一個轉(zhuǎn)子必須在一個寬廣的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)都能平穩(wěn)地工作，即該轉(zhuǎn)子在低轉(zhuǎn)速時是剛性的，在高轉(zhuǎn)速時是撓性的，這時最好采用多平面動平衡修正。l 臨界轉(zhuǎn)速當(dāng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速達(dá)到自身產(chǎn)生彎曲共振時的轉(zhuǎn)速，稱為臨界轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)子經(jīng)過臨界轉(zhuǎn)速時，轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的彎曲振型數(shù)，取決轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子自振頻率相一致的數(shù)量。一般來說轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速低于它的自振頻率的70%時，認(rèn)為它是一個剛性轉(zhuǎn)子，而高于它的自振頻率的70%時，認(rèn)為它是一個撓性轉(zhuǎn)子。由于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速升高通過它的自振頻率而產(chǎn)生彎曲或變形時，轉(zhuǎn)子的重心就會偏離轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動中心線，產(chǎn)生新的不平衡狀態(tài)。第

5、二章 如何識別動不平衡問題 不平衡問題的主要特征l 振動頻譜典型特征：不平衡問題通常是較高的轉(zhuǎn)頻振動占主導(dǎo)，一般其轉(zhuǎn)頻振動成份大于或等于其通頻振動的80%以上。l 不平衡力具有一定的方向性，離心力在徑向基本是均勻的，軸及支承軸承的運(yùn)動軌跡近似為一個圓，然而，由于軸承座的垂直支承剛度大于水平方向，所以正常的軸及支承軸承的運(yùn)動軌跡為橢圓，即正常情況下水平方向振動要比垂直方向振動大1.5到2倍，若超出這個范圍，可能存在其它問題，特別是可能存在共振問題。l 徑向與軸向振動比較，當(dāng)是不平衡問題占主導(dǎo)時，徑向振動（水平和垂直）要比軸向方向的振動大得多（懸臂轉(zhuǎn)子除外）。l 懸臂轉(zhuǎn)子不平衡問題的方向性，通常情

6、況下，徑向和軸向振動都比較大，它是靜不平衡和力偶不平衡同時存在，所以通常情況下需要二平面進(jìn)行平衡修正。l 有不平衡振動問題轉(zhuǎn)子，其振動相位是穩(wěn)定和可重復(fù)的。l 不平衡問題會促使共振幅值增大，如果轉(zhuǎn)子的工作轉(zhuǎn)速比較靠近其系統(tǒng)自振頻率處的共振點(diǎn)時，少量的不平衡振動會增大10到50倍。l 轉(zhuǎn)子不平衡問題的相位表現(xiàn)，在轉(zhuǎn)子輸入、輸出端軸承水平方向測量得到的相位差與在轉(zhuǎn)子輸入、輸出端軸承垂直方向測量得到的相位差基本相等（+/-30°）否則主要問題不是動平衡問題。例如，如果在一個電機(jī)的輸入、輸出端軸承水平方向測量得到的振動相位差為30°，而在其輸入、輸出端軸承垂直方向測量得到的振動相位

7、差近似為150°，則工程師企圖對這個轉(zhuǎn)子實(shí)施動平衡操作，似乎是在浪費(fèi)時間。第三章 引起轉(zhuǎn)子不平衡的原因l 裝配錯誤，安裝時一個零件的質(zhì)量中心線與轉(zhuǎn)動中心線不重合。l 鑄造氣孔l 裝配誤差l 半鍵問題l 轉(zhuǎn)子變形，由于殘余應(yīng)力、受熱不均等引起轉(zhuǎn)子變形。l 轉(zhuǎn)子上有沉積物l 設(shè)計(jì)不均稱，如電動機(jī)轉(zhuǎn)子繞線一側(cè)與另一側(cè)是不均稱的。由以上原因引起轉(zhuǎn)子某種程度的不平衡問題，分布在轉(zhuǎn)子上的所有不平衡矢量的和可以認(rèn)為是集中在“重點(diǎn)”上的一個矢量，動平衡就是確定不平衡轉(zhuǎn)子重點(diǎn)的位置和大小的一門技術(shù)，然后在其相對應(yīng)的位置處移去或添加一個相同大小的配重。第四章 動平衡操作的重要性由于動不平衡產(chǎn)生的力，若不

8、予以修正，在轉(zhuǎn)動設(shè)備中具有很強(qiáng)的破壞性，不僅對支承軸承產(chǎn)生損壞，也會引起機(jī)器基礎(chǔ)開裂，焊縫開裂，同時由于不平衡引起的過大的振幅造成產(chǎn)品質(zhì)量下降。由于不平衡產(chǎn)生的離心力取決于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和重點(diǎn)的重量。第五章 現(xiàn)場動平衡技術(shù)一般來說，對大多數(shù)轉(zhuǎn)動設(shè)備，最好是在現(xiàn)場進(jìn)行動平衡操作，這是因?yàn)楝F(xiàn)場進(jìn)行動平衡操作是在實(shí)際的操作條下、實(shí)際的工作轉(zhuǎn)速下進(jìn)行，并且轉(zhuǎn)子是在自身支承軸承和基礎(chǔ)之上。三點(diǎn)現(xiàn)場動平衡操作法1、 以工作轉(zhuǎn)速啟動轉(zhuǎn)子，測量和記錄原始振動幅值為O。例如，O6 mils（152um）2、 以O(shè)為半徑，畫圓，如圖1所示。 3、 停下轉(zhuǎn)子，在轉(zhuǎn)子上取三個點(diǎn)“A”、“B”和“C”，相隔近似120

9、76;。不一定是很準(zhǔn)確的120°，然而三點(diǎn)相隔的角度必須是已知的，在我們的例子中如圖2所示，“A”點(diǎn)是起點(diǎn)標(biāo)注為0°。其它點(diǎn)標(biāo)注如圖2所示。 4、 選擇一塊合適的試重，安裝到轉(zhuǎn)子點(diǎn)“A”處，此處可參考計(jì)算試加重的公式。例如， 試加重（TW） 10 ounces （283.5克）5、 啟動轉(zhuǎn)子達(dá)到正常工作轉(zhuǎn)速，測量并記錄此時的振動幅值記為 O+T1。在我們的例子中 O+T14 mils（102um）。6、 如圖3所示，以A點(diǎn)為圓心，以O(shè)+T1為半徑做圓。在我們的例子中以點(diǎn)“A”為圓心，以O(shè)+T14 mils為半徑做圓。7、 停下轉(zhuǎn)子，將在A點(diǎn)處所加的試重移到B點(diǎn)處。8、 啟動

10、轉(zhuǎn)子達(dá)到正常工作轉(zhuǎn)速，測量和記錄新的振動幅值記為O+T2。在我們的例子中 O+T28 mils（203um）。9、 以B點(diǎn)為圓心，以O(shè)+T2為半徑做圓。在我們的例子中 此圓半徑為O+T28 mils（203um）如圖4所示。10、停下轉(zhuǎn)子將在B點(diǎn)處的試加重量移到C點(diǎn)處。11、啟動轉(zhuǎn)子達(dá)到正常工作轉(zhuǎn)速，測量和記錄新的振動幅值記為O+T3。在我們的例子中 O+T311 mils（279um）。12、以C點(diǎn)為圓心，以O(shè)+T3為半徑做圓。在我們的例子中 此圓半徑為O+T311 mils（279um）如圖5所示注，如圖5所示，從A、B、C繪制的三個圓相交于點(diǎn)D。13、從原始振幅圓的圓心“O”按圖6所示方

11、式畫直線OD，該直線標(biāo)記為“T”。14、使用與畫原始振動圓時相同的比例，測量直線段“T”的長度。在我們的例子中，經(jīng)過測量后，此“T”直線的長度為5.25in（133mm）。15、使用下面的公式，計(jì)算修正重量：CW=TW(O/T)式中：CW修正重量 TW試加重量 O 原始不平衡振幅讀數(shù) T 測量的結(jié)果矢量在我們的例子中，計(jì)算結(jié)果如下：CW=TW(O/T)CW=10oz×（6.0/5.25）CW=11.4oz或CW=TW(O/T)CW=283.5克×（152/133）CW=323克16、按圖7所示，使用量角器，測量直線“T”與直線“OA”之間的角度，此角度即是修正重量相對于轉(zhuǎn)子上的“A”點(diǎn)的安裝角度。在我們的例子中，這個角度經(jīng)