电机转子找平衡的方法有哪些

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  转动机械在运行中有一项重要指标,就是振动。振动要求越小越好。转动机械产生振动的原因很复杂,其中以转动机械的转动部分(转子)质量不平衡而引起的振动最为普遍。

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  长期不正常的振动,会使机组金属材料疲劳而损坏,转子上的紧固件发生松动,间隙小的装配件动静部分发生摩擦使轴发生弯曲等缺陷。不允许时间很短的震动过大,尤其是对高转速大容量的机组,后果更为严重。现将在转子找平衡工作中使用的方法及过程进行介绍。

  1、刚性转子与刚性转子找动平衡的必备条件

  转子可分为刚性转子和挠性转子两类。刚性转子是指转子在不平衡力的作用下,转子轴线不发生动挠曲变形;挠性转子是指转子在不平衡力的作用下,转子轴线发生动挠曲变形。严格地讲,刚性转子绝对不存在,但习惯上把转子在不平衡力作用下,转子轴线没有显著变形,即挠曲造成的附加不平衡可以忽略不计的转子,都作为刚性转子对待。在找转子平衡工作中,如果把转子设定为刚体,则可使转子复杂的不平衡状态简化为一般的力系平衡状态,从而大大简化找平衡的方法。刚性转子具备了用一般力系关系找平衡的两个必备条件:①转子不平衡质量所产生的离心力与振幅成正比。②当转速不变时,振幅滞后于扰动的滞后角是一定值。

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  2、高速动平衡与低速动平衡

  转子高速动平衡一般是在机体内进行的,试验时的转速底于或等于工作转速,称试验时的转速为平衡转速。找平衡时,是用动平衡机测出转子不平衡的相位及振幅。低速动平衡,它不是用平衡仪器进行测相、测振,因转子处于低速状态,其不平衡质量所产生的不平衡力很小,不足以使转子产生明显可测的振幅,因而也就无法用动平衡仪器测出不平衡力的相位。

  低速动平衡是专用的低速动平衡台上进行的,平衡台采用一种可摆式轴承,使轴承在底转速时与不平衡力发生共振,并将振动改变为适当的、可测的往复运动。然后通过二次以上加试加重试验,即可得到两次以上不同的合振幅值,根据每次的加重位置和加重后的合振幅,再进行作图与计算,求出应加重的方位与大小。低速动平衡不能采用测相、测振法,但高速动平衡可采用找低速动平衡的任何一种方法。

  「试加重量周移法找低速动平衡」

  (1)试加重量前,先将转子升速至略高于转子的共振转速,然后拉开离合器让转子靠惯性旋转,随即松开动平衡台两侧轴承的固定螺栓,转速每降低10r/min,记录一次百分表数值(转子的振幅)。在转子的降速过程中,轴承振动的振幅急剧增加,此时的转速(此时振幅最大为共振振幅)就是共振转速。这个转速应当测的准确,因为转子在整个找动平衡过程中,都要以共振转速的振幅变化为依据。令振动大的一端为A侧,另一端为B侧。找动平衡时,先做A侧再做B侧。

  (2)将转子两侧的平衡面按同一起点分成6-8等份,并按转动方向编上序号。

  根据上述测出的A侧共振振幅A。,计算试加重量P:

  (3)把试加重量依次固定在A侧的各等分点上,并测记各点共振振幅。当各点出现共振振幅时,共振转速应保持不变。若共振转速有变化,则应找出原因,消除缺陷。测记时若共振振幅出现在测速员两次口令之间时,记录员应按实际记录下共振振幅。当转速降到底于共振转速20-40r/min时即可停测。

  (4)以各等分点为横坐标,以各点的共振振幅为纵坐标,绘出曲线。共振振幅最小的点,即为加平衡重量的位置。

  (5)把平衡重量加在Amin位置,起动试验对加重位置和重量多少再加以细致的调整,使A侧轴承振幅不超过允许限度。

  ①用同样的方法求出B侧的平衡重量及位置。

  ②当求出两侧平衡重量后,为了保证在同时松开轴承时保持平衡,应将B侧平衡重量分成x和y两个重量。

  X=Qb*mn/(mn-ab)(g)

  Y=Qb*nb*R2/(mn-ab)*R1(g)

  ③固定好两侧的平衡重量后,再启动转子,在两个轴承均松开的状态下,测量两侧轴承振幅。如不合格,可根据剩余振幅另求试加重量,直到合格为止。

  (6)简单测相(划线)法找动平衡

  ①在靠近转子附近的轴上选择一段长20-40mm,表面光滑、无锈蚀不晃动、无椭圆的轴段,作为划线位置,并在该段上涂一层白粉。起动转子至额定转速,转速稳定后,用铅笔或划针向涂白粉的轴段缓慢、平稳的靠近,在该轴段上划3-5道线段,线段越短越好。同时用震动表测取靠近转子的轴承上的振幅A1。停机后找出轴上各条用铅笔划线痕迹的中点,并将该点沿径向移到转子平衡面上(设该点为A),此点即为第一次划线位置。

  ②确定试加重量,根据转子转速、加重半径及振幅,查取1t重转子不平衡度G1。G1是针对中等刚性的轴承外壳所规定的数值,对于刚性较大的轴承,其G1值尚须乘1.0-1.5的系数。根据G1值即可得出转子不平衡度G值,P=0.5G(g)。

  ③自平衡面上A点退后90°得C点,在C点上加上试加重量P。再启动转子,按前操作方法进行第二次划线,并将划线中点移至平衡面上(B点),并测记轴承振动振幅A2。

  ④根据两次划线位置(A、B)和两次轴承振幅(A1、A2),作图

  Q=P*Oa/ab

  将平衡重量Q加在D点上,起动转子,进行试验,若振幅不合格,可对Q值及其位置作适当调整。若转子位于两轴承之间,则应先在振幅较大的一侧找好平衡,再进行另一侧的找平衡,并将其平衡重量按周移法分配至两平衡面上。

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