机械设备的找平衡

机械设备的找平衡一、概述：转动机械运行中有一项重要指标，确实是振动。

震动要求越小越好。

转动机械产生振动的缘故专门复杂，其中以转动机械的转动不分〔转子〕质量不平稳而引起的震动最为普遍。

理论上讲，转子沿其轴的长度每一段的中心应与轴的几何中心线重合。

实际上，转子材料内部组织不均，加工过程的误差，转子运行中的磨损和腐蚀不平均及使用修过的转子等，均使转子质量不平稳。

质量不平稳的转子在转动时，就会产生不平稳的离心力，专门是高速运动的转子，既使转子存在数值专门小的质量偏心，也会产生较大的不平稳离心力。

那个力通过支撑部件，以振动的形式表现出来。

转子在旋转时，由于不平稳质量引起的扰动力而造成机组的振动，这种现象称为不平稳。

一样，转子有以下几种不平稳形式：1.静不平稳，由于转子质量分布不均，转子中心不在旋转轴心上，在静止时，由于重力作用致使转子不能在任一位置保持稳固，这种现象叫做静不平稳。

2.动不平稳，当转子旋转时，假设转子的不平稳质量造成两个或两个以上相反的离心力，且这对离心力不在同一个平面内，使转子受到力偶作用，产生绕轴线摆动，这种现象称为动不平稳。

明显，动不平稳的转子静止时是平稳的。

3.动静混合不平稳，即上述两种不平稳现象同时显现在一个转子上，关于转子上同时装有几个工作机件的转子，都可能不同程度的存在这种混合质量不平稳现象。

对不平稳的转子进行校正，有两种方法：即静态找平稳〔静平稳〕和动态找平稳〔动平稳〕。

关于质量分布较集中的低速转子，仅做静平稳而不做动平稳。

二、转子找平稳1.转子静不平稳的表现：假设将转子放置在静平稳台上，然后用手轻轻转动转子，让其自由停下来，可能显现以下情形：1.1转子中心在旋转轴线上，转自转到任一角度都能够停下来，这使转子处于静平稳状态，这种平稳成为随遇平稳。

2当转子的中心不在旋转轴心线上时：假设转子承担的转动力矩大于轴和导轨之间滚动摩擦力矩，那么转子就要转动，使原有不平稳重量位于正下方，这种静不平稳称为显著不平稳。

假设转动力矩小于滚动摩擦阻力矩，转子虽有转动趋势，但不能是不平稳重量转向下方，这种静不平稳称为不显著不平稳。

找静平稳前的预备工作2.1静平稳台，转子找静平稳是在静平稳台上进行的。

静平稳台有专门多形式，轨道式静平稳台结构简单，灵敏度较高，应用较广泛。

各种轨道中圆形轨对转子的阻力最小，故平稳准确度最高，但他的承载能力小，只适用于50kg以下的小转子。

对重大的转子，大都采纳垂直方向刚度大，不易变形的巨型轨。

也有采纳滚柱轴承式静平稳台的，但这种结构灵敏度较差。

图1 轨道式静平稳架〔a〕圆形轨道；〔b〕缺圆轨道；〔c〕棱形轨道；〔d〕梯形轨道〔e〕矩形轨道1.转子；2.转轴；3.轨道；4.挡板；5.支架对具有滚动轴承的转子，可直截了当在本身轴承上作平稳，此法专门适用于悬臂式转子或两端轴径直径不等的转子。

2.1.1对平稳台的要求为了减小转子在平稳台上的滚动阻力，平稳台在制作和安装中应符合以下要求：2.1.1.1轨道要用高硬度钢材制作，通过淬硬，顶表工作面要完整无缺，精加工粗糙度不低于100，不得占有砂屑杂物污垢，以免阻碍平稳精度及损害轴径。

2.1.1.2轨道承压时，不得产生弯曲，工作面受压后部的变形。

轨道工作面宽度b尽可能作的小些，小到不致在轴径上压出凹槽为限。

轨道工作面的宽度b，可参考表20-1选定，平行轨的长度L应不小与轴径平稳构件重量〔kg〕轨道工作面宽度b〔mm〕250 4.0500 0——8750 102.1.2.1轨道工作面应保持水平，倾斜不大于0.05mm/m，两轨道间要水平，不平行度不大于2mm/m。

2.1.2.2转轴放在平行轨上要保持水平，偏差不大于0.05mm/m(必要时加上轴套)，轴颈的径向跳动应等于或小于0.01mm。

2.1.2.3平稳台的结构硬坚实稳固，同时不得受其他机械振动的阻碍。

2.2转子，找静平稳的转子应清理洁净，转子上的全部零件要组装好，并不得有松动。

轴径的椭圆度和圆锥度不应大于0.05mm，轴颈不许有明显的伤痕。

假设采纳假轴找静平稳时，假轴与转子的配合不得松动，假轴的加工精度不得低于原轴的精度。

转子放在轨道上时，动作要轻，轴的中心线要与轨道垂直。

转子找静平稳的工作，一样是在转子和轴检修完毕后进行，找完平稳后，转子与轴不应再进行修理。

2.3试加重量，在找平稳时，需要在转子上配加临时平稳重量，称为试加重量。

试加重量较轻的常用油泥，重的可用油泥加铅块。

假设转子有平稳槽或平稳孔、平稳柱的，那么应在这些装置上直截了当固定试加平稳块。

3.找静平稳方法3.1两次加重法，两次加重法只适用于显著不平稳转子找静平稳，具体做法如下：3.1.1找出转子不平稳重量的方向 将转子放在静平稳台的轨道上，往复滚动数次，重的一点必定向下，如数次的结果均一致，即下方确实是转子不平稳重量G 的位置，定此点为A 点。

A 点的对称方向，即为试加平稳重量的位置，定该点为B 。

3.1.2求第一次试加重量 将AB 转到水平位置，在A 点方向加一个重量W ，加上那个重量后，要使A 点能自由的由水平位置向下转一角度a ，a 在30——45度之间。

然后称出W 的重量，再将W 放回原位，如以下图所示：图2 显著静不平稳的排除法3.1.3求第二次试加重量 仍将AB 转到水平位置〔将AB 调转180度〕，在W 上增加一个重量P ，使B 点能自由向下转动一个角度，那个角度必须与第一次转动的角度a 一致，然后取下P 称重。

3.1.4运算应加平稳重量 两次转动所产生的力矩为：第一次是Cr-WR ；第二次是〔W+P 〕-Cr 。

因两次转动角度相同，故两次转动的力矩也相等。

即：Cr-WR=〔W+P 〕R-Cr Cr=2)2(R P S + 在转动时到归对轴径的摩擦力矩，因两次转动条件完全相同，其摩擦力矩也相等，故可略去不记。

假设要使转子达到平稳，所加的平稳重量应满足QR=Cr ，那么 QR=2)2(R P S + Q=2)2(P S +=S+2P 平稳重量Q ，必须固定在试加重量的位置，如不能固定在原始加重量位置，那么要通过里的平稳公式另行运算。

3.1.5检验 将平稳重Q 固定并盘动转子，让其自由停下，经多次盘动，假设每次停的位置都不同，那么说明显著不平稳差不多排除。

3.2试加重量法 适用于不显著不平稳的转子找平稳，具体方法如下：3.2.1将转子的沿圆周等分为假设干份〔一样为6——12分〕，并标明序号。

3.2.2将1点半径线至于水平位置，并在1点加上适当的重量W1,使转子向下转动一个角度a ，然后取下称重。

用同样的方法一次找出其他各点试加重量。

在试加重量时，必须使各点转动方向一致，加重的半径一致，转动的角度a 一致，如以下图所示：图 3 剩余不平稳的排除法 图 4 不平稳重的相位求定法3.2.3以试加重量W 为纵坐标，加重位置的序号为横坐标，绘出曲线如上图。

曲线的最低点确实是转子不平稳重量G 的位置。

注意：曲线最低点不一定与最小试加重量的位置相重合。

曲线最高点是转子最轻点，也确实是转子平稳重量应加的位置，且最高点往往是一段圆弧，高点不明显，为了取得较佳成效，可在转子最高点相应位置左右做几次平稳试验。

3.2.4运算平稳重量 依照上图可得出以下平稳式:Gx R W R W Gx -=+max min Gx=R W W 2min max - 假设使转子达到平稳，所加的平稳重量Q 应满足QR=Gx ，可得： QR=R W W 2min max - Q=2min max W W - 4.剩余不平稳重量的测定和静平稳质量的评定转子在找好显著不平稳和不显著不平稳后，往往还存在着轻微的不平稳现象，这种轻微的不平稳成为剩余不平稳。

找剩余不平稳的方法与用试加重量法找转子不限逐步平稳的方法完全一样。

通过测试得出转子各等分点中的一对差值最大的数值，用大值减去小值之差除以2，其得数确实是剩余不平稳重量。

剩余不平稳重量越小，静平稳的质量越高。

实践证明：转子找静平稳后剩余不平稳重量在额定转速下所产生的离心力不超过该转子重力的5%时，能够保证机组平稳的运行，即静平稳差不多合格。

三、刚性转子找动平稳刚性转子找动平稳原理：是依照振动的振幅大小与引起振动的力成正比的关系，通过测量不平稳重量的位置于振幅的大小，在转子的某一位置上加、减适当的重量，使其产生的离心力与转子不平稳重量所产生的离心力相平稳，从而达到排除转子振动的目的。

转子找动平稳的方法可分为两类。

第一类是在动平稳台上，在低转速时作动平稳工作；第二类是在机体内，在额定转速时作动平稳工作。

转子找静平稳的工作，假设能在额定转速下进行最为理想。

通过大修的转子，对其平稳情形不明时，那么应先在低速下找动平稳，使转子差不多上达到平稳要求，然后在高速下找动平稳。

发电厂常用的动平稳台有摇摆式、弹性式和簧片式三种。

图5 动平稳台振动元件的型式〔a〕摇摆式；〔b〕胶垫式；〔c〕簧片式1.轴；2.制动螺栓；3.摆动弧形座；4.弹性胶皮垫；5.弹簧片找动平稳之前，要对动平稳台进行安装固定和调试，两平稳台的横向和纵向要求在同一平面上。

转子吊入后，要求两端轴颈的扬度相同而方向相反，以防转子转动时发生窜动。

轴瓦用的润滑油必须清洁、充足，并保持油温在30—40度之间。

做动力用的电动机，要求能改变转速并有较大的启动力矩。

假设电动机与转子直截了当相连，那么应找好电动机与转子的中心，电动机与转子之间的离合装置要求离、合方便，分离清晰。

刚性转子低速找动平稳1.1周移配重法此法是在低速动平稳台上进行的，虽较为老式而繁复，但比较准确。

同时由于它操作简单，容易把握，故仍常被采纳。

具体做法人如下：1.1.1测定原始振幅，在平稳台上共振转速下，测定两端轴承的原始振股，并先对振幅较大的一端找平稳。

1.1.2画配重圆。

并将圆周等分假设干份，选定适当〔便于加减配重〕的半径R，在转子最浅或最后端一道叶轮的外侧端面上，划一配重圆，并将配重圆等分为假设干等分，一样为8等分。

1.1.3选定试加重量W，可按下面体会公式，近似的求出，即：W≤250*ε0*G*30002/〔D*n2〕式中ε0——原始振幅，0.01mmE——配重圆直径〔mm〕也有采纳以每吨转子重选加14g试加重的估算法。

1.1.4安周移配重W，求出各次振幅，将配重W依次加在各等分点上启动转子，分别测出W加在各等分点上的振幅ε1、ε2……ε8，做好记录。

1.1.5在坐标上作振幅与配重位置的关系曲线，加入测得各次振幅值如图6〔a〕，可作出曲线图如图6〔b〕。

图6 振幅与配重位置关系曲线精确测量、绘制的结果，应是一个光滑的正弦曲线，而且峰谷位置即εmax 〔M点〕及εmin〔N点〕，映出在同一直径的对称位置上。

1.1.6分析讨论如下：1.1.6.1同一个试加重W，加在各等分点上后，引起的振幅不同，那么说明转子是不平稳的。