轉子的動靜平衡與實際現(xiàn)場工作處理經(jīng)驗

2009-10-13 99462325 真空技術論壇

在現(xiàn)場工作中遇到如下案例，共探討分享

　　某主給水泵電機因非驅動端軸承內一固定螺栓斷裂且軸瓦間隙過大（油膜渦動）導致振動超標，缺陷處理完成后連續(xù)啟停時沒有按照規(guī)程操作（連續(xù)啟停間應間隔0.5～1小時以上，以均勻熱場），導致塑性彎軸。

　　解體檢查，轉子中間部位彎度約0.5mm。由于受工期限制，直軸困難。經(jīng)專家討論，進行動平衡，動平衡塊加在軸端的風扇葉輪槽內（原先已經(jīng)加裝了約5kg，后又加裝了3kg)。動平衡機上顯示殘余動不平衡量小于許用動不平衡量。動平衡合格。

　　回裝再次啟動，振動比動平衡前更大，且頻譜顯示故障特征仍為動不平衡。再次解體檢查，安裝過程滿足要求。原因出在哪呢？再次查找該類型電機的技術說明書，并聯(lián)系廠家。發(fā)現(xiàn)犯了一個致命錯誤，該電機工作轉速約2981Rpm，超過了該轉子的一次臨界值。當時為了安裝方便，動平衡塊都集中在了軸的兩端，在低速情況下（500rpm），整個轉軸是剛性的，根據(jù)動平衡理論是能實現(xiàn)動平衡的。但到了工作轉速，轉子產(chǎn)生了一階變形，原有的配重（剛好是同向配重），進一步加劇了變形量（向中間拱起）。導致振動比動平衡前更嚴重。

　　解決措施：取消為消除塑性彎軸而加裝的配重塊，加工同等質量的長纖絲（方便安裝在線包槽中），按照原有角度，從軸的兩端移至中間部位）。

　　完成后，再次啟機，振動合格，工作正常。

轉子的靜平衡和動平衡

1、定義

1）靜平衡

　　在轉子一個校正面上進行校正平衡，校正后的剩余不平衡量，以保證轉子在靜態(tài)時是在許用不平衡量的規(guī)定范圍內，為靜平衡又稱單面平衡。

2）動平衡

　　在轉子兩個校正面上同時進行校正平衡，校正后的剩余不平衡量，以保證轉子在動態(tài)時是在許用不平衡量的規(guī)定范圍內，為動平衡又稱雙面平衡。

2、轉子平衡的選擇與確定

　　如何選擇轉子的平衡方式，是一個關鍵問題。其選擇有這樣一個原則：只要滿足于轉子平衡后用途需要的前提下，能做靜平衡的，則不要做動平衡，能做動平衡的，則不要做靜動平衡。原因很簡單，靜平衡要比動平衡容易做，動平衡要比靜動平衡容易做，省功、省力、省費用。那么如何進行轉子平衡型式的確定呢？需要從以下幾個因素和依據(jù)來確定：

　　1）轉子的幾何形狀、結構尺寸，特別是轉子的直徑D與轉子的兩校正面間的距離尺寸b之比值，以及轉子的支撐間距等。

　　2）轉子的工作轉速。

　　3）有關轉子平衡技術要求的技術標準，如GB3215、API610第八版、GB9239和ISO1940等。

3、轉子做靜平衡的條件

　　在GB9239-88平衡標準中，對剛性轉子做靜平衡的條件定義為："如果盤狀轉子的支撐間距足夠大并且旋轉時盤狀部位的軸向跳動很小，從而可忽略偶不平衡（動平衡），這時可用一個校正面校正不平衡即單面（靜）平衡，對具體轉子必須驗證這些條件是否滿足。在對大量的某種類型的轉子在一個平面上平衡后，就可求得最大的剩余偶不平衡量，并除以支撐距離。如果在最不利的情況下這個值不大于許用剩余不平衡量的一半，則采用單面（靜）平衡就足夠了。從這個定義中不難看出轉子只做單面（靜）平衡的條件主要有三個方面：一個是轉子幾何形狀為盤狀；一個是轉子在平衡機上做平衡時的支撐間距要大；再一個是轉子旋轉時其校正面的端面跳動要很小。

　　對以上三個條件作如下說明：

1）何謂盤狀轉子

　　主要用轉子的直徑D與轉子的兩校正面間的距離尺寸b之比值來確定。在API610第八版標準中規(guī)定D/b＜6時，轉子只做單面平衡就可以了；D/b≥6時可以作為轉子是否為盤狀轉子的條件規(guī)定，但不能絕對化，因為轉子做何種平衡還要考慮轉子的工作轉速。

2）支撐間距要大

　　無具體的參數(shù)規(guī)定，但與轉子校正面間距b之比值≥5以上均視為支撐間距足夠大。

3）轉子的軸向跳動

　　主要指轉子旋轉時校正面的端面跳動，因為任何轉子做平衡試都是經(jīng)過精加工的，加工后已保證了轉子的孔與校正面之間的行為公差，端面跳動很小。

　　根據(jù)上述轉子做單面（靜）平衡的條件，再結合有關泵方面的技術標準（如GB3215和API610第八版），只做靜平衡的轉子條件如下：

　　1）對單級泵、兩級泵的轉子，凡工作轉速＜1800轉/分時，不論D/b＜6或D/b≥6只做靜平衡即可。但是如果要求做動平衡時，必須要保證D/b＜6，否則只能做靜平衡。

　　2）對單級泵、兩級泵的轉子，凡工作轉速≥1800轉/分時，如果D/b≥6只做靜平衡即可。但平衡后的剩余不平衡量要等于或小于許用不平衡量的1/2。如果要求做動平衡，要看兩個校正面的平衡是否能在平衡機上分離開，如果分離不開，則只能做靜平衡。

　　3）對一些開式葉輪等轉子，如果不能實現(xiàn)兩端支撐，只做靜平衡即可。因為兩端不能支撐，勢必進行懸臂，這樣在平衡機上做動平衡很危險，只能在平衡架上進行單面（靜）平衡。

4、轉子做動平衡的條件