一种用于刚性转子动平衡的快速消振法.pdf

第9期
机械设计与制造
2010年9月
Machinery Design Manufacture
文章编号:1001-3997(2010)09-0001-02
设计与计算
种用于刚性转子动平衡的快速消振法
封宝华刘学平毛乐山
(清华大学深圳研究生院,深圳518055)
A new method of fast reducing vibration for rigid rotor
FENG Bao-hua, LIU Xue-ping, MAO Le-shan
(Graduate School at Shenzhen, Tsinghua University, Shenzhen 518055, China
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摘要】介绍了一种快速消振法来对转子进行动平衡,使用此方法可以在某些情况下减少设备启
动次数。通过实验室模拟实验及现场实际应用,证明了此方法的有效性
关键词:转子;动平衡;快速消振
Abstract] A new method offast reducing vibration is introduced for balancing. It needs less start i
E frequency in some case th suited for the method. Its effectiveness is proued by Laboratory simulation ex
periments and practical applications
Key words: Rotor; Dynamic balance; Fast reducing vibration
れ第れしなれ置際漫MれアMM
中图分类号:TH13文献标识码:A
Aa=0i=1,2,3,“·,NY
(2)
旋转设备的动平衡问题,是设备运行维护中常见问题、一些
当N=M,方程组有唯一解,当>M,方程组有多解,后者需要
研究表明,对于大型旋转机械,在测到的振动事故中,90%是由于
用最小二采给出剩余振动平方和最小的-组解。对于工业现场常
轴系的不平衡或不对中引起的叫。因此,可以认为转子不平衡是引
见的两测点两校正平面的动平衡情况,釆用经典的輻相影响系数
起旋转机械振动的重要原因。对许多机器来说、不仅需要在制造
法我们至少需要启机四次才能有效地降低不平衡振动。
过程中对关键旋转部件进行精密平衡,组装总成以后还要控制整
机的振动量级。而且在生产运行状态中还需要作现场监视和整机
特殊情况下的快速消振法
现场动平衡处理,以维护设备理想状态。
对左右对称的刚性转子做两校正平面、两测点的动平衡时,
利用现场动平衡技术可以在不改变设备原有安装条件的基是否一定要左右分别试加重,要先后四次以上启俗机才能实现抑
础上,用很短的时间解决设备转子或轴系动平衡不良的故障,从制不平衡振动?通过观察发现,有不小的概率会出现如下的情形,
而大大节省拆卸、运输、安装、维修的费用和停工待修时间,进而即:经过一次启机测试后,得到左右两个测点的原始振动大小相
为企业带来明显的经济效益。
差不大,相位基本相同,我们可以对其进行如下的快速消振处理
转子现场动平衡通常需要多次启动设备,很多大型设备启动
(1)第一次启机,测得两个测点的原始振动。
一次需要耗费很多时间,消耗大量资源,如何尽快地把设备动不
平衡弓起的振动迅速降下来,就是很值得探讨的课题。通过笔者
实验室多年的研究,发现有些不平衡情况是可以快速解决的,本
文介绍了用于刚性转子现场动平衡的快速消振方法。
2经典现场动平衡方法
幅相影响系数法是目前国内外使用较为广泛的一种方法
对于一个转子系统,若测点数为N,校正平面数为M,则应用幅相
图1原始振动与同向分量、反向分量
影响系数法需要进行以下步骤
Fig 1 Onginal vibration and the same direction part, reverse part
1)测量各测点原始振动A,=1,2,3,…,N
我们将所测得原始振动画在一张坐标图上,连接Am,端
(2)分别对每个校正平面试重ア,得到各个测点试重后振动点,并找出其中点,再从坐标原点连接到中点,得到原始振动的
Am,A同向分量d与反向分量A,A,如图1所示。其中
(3)计算出各面对各测点的影响系数x
=1(+)
并代入动平衡方程求解得各面永久配重:
从图中,我们可以看出,两测点的原始振动Am,A以代表力
来稿日期:2009-11-0
封宝华等:一种用于刚性转子动平衡的快速消振法
第9期
不平衡的同向分量为主要成分,反向分量很小,也就是说,我们只转,表明设备未突破临界转速,特别是左右测点振幅与相位基本
要想办法将原始振动的同向分量降低,便可将原始振动快速的消一致,属于静不平衡,可以应用快速消振法的情形。
减下来。
在A端靠背轮半径约为95mm相角10°和B端风扇上半径
2)为了降低同向分量,我们选择在左右两个校正平面同时240m相角10°位置上分别加100g和40g试重(由于两校正面半
同向加试重户,第二次启机后测量两测点试重后振动,A。径不同,按照平衡理论,试重与配重均需满足ァ=Mるr2,式中:M
く3)分別以单面单测点数据A,う,和,户,同代入动平一质、一半径),重肩电机测振动い所测振动数据,如表2所际。
衡方程(1)(2)进行求解,分别得到M,
表2试重后振动数据
Tab 2 Data of vibration after trial weight
(4)一般情况下,所得イ,相差不大,在两面同时同向加上转速(m)A测点振动m)B测点振动(m
永久配重'或都可明显消除不平衡振动。也可求出矿,矿'的
∑A=32,A=31∠191
∑B=33,B=31∠195
∑A=29,A=27∠226
B=31,B=28∠23
同向分量矿,以此作为永久配重,可以获得更好的减振效果。
2400
∑A=22,A=19∠253
∑B=23,B-22∠259
这样,我们只启机三次就将原始振动消减了下来,比原来的
2600
∑A=13,A=11∠267
2B=16,B=154265
方法节省一次启机过程,达到了快速消振的目的。
利用上面几组数据,综合分析计算,决定在A面相同半径处
当然可以选择在一个校正平面加重,采用两测点一校正平面配重150g431.9,B面配重68823319°。考虑到B面实际配重
来计算,也可以分别用左右一测点一校正平面来计算,都只要启往小半径处移,以免碰到外売,实际在B面加了88∠3319
动三次机器,但有可能在其校正平面上要加太大质量,空间不允
再次启机后测量永久配重后振动,如表3所示。
许,也不太安全。
表3永久配重后振动数据
4实验验证
Tab 3 Data of vibration after Permanent weight
转速(pm)A测点振动(pHm
B测点振动(um)
我们用双支承转子实验台模拟现场转子,采用TH9310便携
2000
∑A=24,A=22∠253
∑B-23,B-22∠257
式测振仪对转子的振动