转子动不平衡的危害及消除方法
汽轮机转子不平衡的诊断及治理 王占国
汽轮机转子不平衡的诊断及治理王占国摘要：汽轮机转子属于汽轮机重要组成结构，汽轮机在使用过程中，往往会因为转子出现故障而影响汽轮机的正常使用，比如说转子重心偏离、转子破损等。
根据统计分析，旋转机械绝大多数故障都与转子不平衡有密切的联系，在汽轮机方面同样如此。
因此，对于汽轮机转子的不平衡诊断有着非常重要的作用和意义。
关键词：汽轮机；转子不平衡；诊断；治理1汽轮机转子运行原理汽轮机是一种将蒸汽的热能转换成机械功的旋转式原动机，蒸汽膨胀后压力降低，速度提升，把热能转化成动能，机械能，带动发动机。
转子在瞬间的加热冷却后，得到较大热应力，蒸汽对转子的换热系数影响很大，以及转子的结构，轴承等要素。
汽轮机启动过程需要控制转子的热应力，冲动力影响运动物体的质量和速度变化和转子的临界转速、不平衡响应和稳定性。
一维模型以及二维模型的计算需要使用有限元来求解固有频率以及瞬态响应，重点分析温度场。
在温度的冷热交换中，转子承受交变热应力，计算机控制监测转子热应力，优化了启动程序，提升汽轮机的经济性和发电效率。
热血原理中，温度升高导致循环次数减少，气温气压都是影响转子系统动力特性的计算因素，汽轮机进汽，引起转子震动，从盘车转速上升为同步转速，降低热应力。
热分析计算出各个节点温度，计算方法主要有有限元、传递矩阵法、模态综合法和刚度法。
转子温度升高会加大偏差，材料也会影响数值，但决定因素还是转子的内外温差。
转子寿命预测考虑屈服极限问题，当转速值超过报警极限，就当即产生转速保持。
温度要低于蒸汽饱和度，中心无内热源，蠕变与疲劳交互作用，转子热应力，热流密度，热梯度等，结合计算出热应力和位移。
热量凝结后传递转子表面，热能与其它形式能量转换，推算出向量公式。
過程复杂，温度升高参数变化，热应力的寿命损耗计算，转轴的升温，保持应力裕度，温度的分布随时间变化的载荷，设置时间曲线，与温度曲线相互作用。
大容量的汽轮机应用双层杠结构，因此要减薄壁厚，放热系数也随着转子的温度表换，无论轴向还是径向都较平缓。
转子动平衡技术的原理及常用方法
转子动平衡技术的原理及常用方法宝子，今天咱们来唠唠转子动平衡技术这个超有趣的东西哦。
一、原理。
你想啊，转子在转动的时候，如果它不平衡，那就像一个人走路一条腿长一条腿短似的，肯定会晃悠。
转子动平衡的原理呢，简单说就是要让转子在转动的时候，各个方向上的力都能相互抵消，达到一种和谐的状态。
从科学角度讲，转子不平衡会产生离心力，这个离心力会让整个系统振动、噪声增大，还可能让设备磨损得特别快呢。
而动平衡就是要找到转子上不平衡的质量分布点，然后通过在合适的位置添加或者去掉一些质量，让离心力相互平衡，就像给走路不稳的人穿上合适的鞋子或者调整脚步一样。
二、常用方法。
1. 现场平衡法。
这就像是在设备的“老家”给它治病。
在转子正常工作的地方，直接测量振动的情况，然后算出不平衡量和位置。
这种方法特别实用，不用把转子拆下来搬到专门的地方去平衡。
就好比医生到病人家里看病，直接根据病人在家的状态开药一样方便。
不过呢，现场的干扰因素可能比较多，就像家里可能比较杂乱影响医生判断一样。
2. 平衡机平衡法。
这是把转子拆下来，放到专门的平衡机上去检测和调整。
平衡机就像是一个超级精密的体检中心。
它能很准确地测量出转子的不平衡情况。
就像把人带到医院做全面检查一样，能得到很精确的数据。
然后根据这些数据，在转子上合适的地方加或者减重量。
这种方法精度高，但是需要把转子拆下来，有时候就像给人做手术，有点小麻烦呢。
总之呢，转子动平衡技术对很多设备的正常运行都超级重要哦。
不管是大的发电机转子，还是小的风扇转子，都离不开它。
这就像不管是大人还是小孩，都得保持身体平衡才能稳稳地走路呀。
转子平衡的原理和方法
影响设备寿命和安全性。因此，需要对汽轮机转子进行平衡校准。
02 03
平衡校准方法
通常采用去重或加重的方法，对转子的质量分布进行调整，以达到平衡 状态。具体操作包括确定不平衡质量的大小和位置，采用铣削或钻孔的 方式去除多余的质量，或者添加配重来平衡质量。
平衡校准的步骤
首先对转子进行动平衡试验，确定不平衡质量的大小和位置；然后根据 试验结果，对转子进行去重或加重处理；最后再次进行动平衡试验，确 认转子达到平衡状态。
平衡校准方法
离心泵转子的平衡校准通常采用去重或加重的方法，对转子的质量分布进行调整。具体操作包括确定不平衡质量的大 小和位置，采用铣削或钻孔的方式去除多余的质量，或者添加配重来平衡质量。
平衡校准的步骤
首先对转子进行动平衡试验，确定不平衡质量的大小和位置；然后根据试验结果，对转子进行去重或加 重处理；最后再次进行动平衡试验，确认转子达到平衡状态。
优化平衡步骤
制定合理的平衡方案
01
根据转子的特性和要求，制定合理的平衡方案，以减少平衡时
间和提高效率。
自动化平衡操作
02
通过自动化技术实现平衡操作的自动化，可以减少人为误差和
提高平衡效率。
优化平衡顺序
03
根据转子的结构和不平衡量分布情况，优化平衡顺序，以更有
效地实现平衡。
降低平衡成本
合理选用测量仪器
轴承磨损
转子不平衡会导致轴承承 受额外的径向载荷，加速 轴承磨损和损坏。
噪音和振动
转子不平衡还会产生噪音 和振动，影响工作环境和 人员健康。
转子平衡的必要性
提高机器性能
通过转子平衡可以减小机 械振动，提高机器性能和 稳定性。
延长设备寿命
简述转子的不平衡振动机理
简述转子的不平衡振动机理
转子的不平衡振动是指转子在运转过程中由于质量分布不均匀而出现的振动现象。
其机理可以从以下几个方面来进行简述：
1. 不平衡力的产生：转子的不平衡振动是由于转子上的质量分布不均匀而产生的。
当转子旋转时，如果质量分布不均匀，就会产生一个往往与旋转速度成正比的不平衡力。
这个不平衡力会引起转子产生往复振动。
2. 不平衡力的作用：不平衡力会使得转子在运转过程中发生往复振动。
当不平衡力作用在转子上时，会使转子产生一个横向的振动力。
这个振动力会导致转子发生振动，从而引起转子轴承、支撑结构等部件的振动，甚至对整个机器造成影响。
3. 振动的原因：不平衡振动的产生原因包括转子本身的制造误差、装配误差以及运行过程中零部件的磨损、松动等。
这些因素都会导致转子质量分布的不均匀，从而产生不平衡振动。
4. 振动的影响：转子的不平衡振动会对机器的运行产生负面影响。
首先，它会导致机器产生噪音和震动，影响机器的正常工作和使用寿命。
其次，不平衡振动还可能引起机器的结构破坏，造成机器故障甚至事故发生。
为了减小或消除转子的不平衡振动，可以采取以下措施：
- 在制造过程中加强质量控制，确保转子的质量分布尽可能均匀。
- 在装配过程中进行动平衡操作，通过添加适量的补偿质量来平衡转子。
- 定期检查和维护机器，防止零部件的磨损和松动，避免不平衡振动的产生。
- 在机器运行过程中监测振动情况，及时采取相应的调整和修复措施。
以上是转子不平衡振动机理的简述。
航空发动机转子动平衡技术研究
航空发动机转子动平衡技术研究航空发动机是现代航空工业的重要组成部分，其中的转子是发动机的核心部件之一。
发动机转子运行时，由于受到惯性力的影响，转子会产生不平衡力，这种不平衡会导致振动和噪声的增加，甚至会对发动机运行造成不良影响。
为此，航空发动机转子动平衡技术的研究成为了航空工业中不可缺少的一部分。
一、航空发动机转子不平衡的危害航空发动机的转子是由多个叶片组成的旋转部分，其运转时会产生离心力和慣性力等不平衡力。
发动机中转子的不平衡力会导致下列问题：（1）转子的振动，可能导致飞机的结构损坏和航空器设备的破坏；（2）转子的不平衡会导致轮胎磨损加剧，需要更频繁的更换，增加维修成本；（3）转子的不平衡会使发动机噪音增加，这会影响乘客的舒适性；（4）转子不平衡的严重情况，还会对发动机的寿命造成影响。
因此，航空发动机转子必须动平衡，以确保发动机的正常运行，保证航空安全。
二、航空发动机转子动平衡技术简介航空发动机转子动平衡技术的基本原理是将转子的不平衡力降至一定允许的水平，使其处于稳态运行状态，以达到动平衡的目的。
常见的动平衡方法包括质量平衡法、振动均衡法、谐振改良法等。
（1）质量平衡法质量平衡法是最为常用的动平衡方法。
其原理是通过在转子上添加或移除质量，使转子可在一定的运行速度下达到轴向、径向两个方向的动平衡。
具体实施时，需要将转子插入质量平衡机中，通过仪器测量转子的不平衡量，然后根据测量结果粘贴或加入货品以解决不平衡问题，直到不平衡量达到规定的最小允许值。
（2）振动均衡法振动均衡法也是常用的动平衡方法。
其原理是通过加入反振质量，使得转子振动模态的频率等于激振力频率，进而消除振动。
该方法一般适用于高转速的发动机。
（3）谐振改良法谐振改良法是一种先进的动平衡方法，其原理是在转子较为薄的区域内采用高弹性的冲压片结构，使其具有引起振动的谐波模态。
通过在转子上安装不同数量和型号的冲压片，可以实现不同谐波模态的抑制和平衡。
三点法消除转子动不平衡
数 ） 。 如图 ２ 所示 。同时将 通 过该三点 圆 的圆心 ０和 坐 标 原点 ０ 相 连 ， ０ 即为偏 Ｏ
重 的方 向 。在校 正 面 偏 重 方 向上 于叶轮 边缘 处钻 一小 Ｉ
。
、
：
ｆ ＼
＼
Ｉ
洞 ， 掉重量 ｍ例如 １８， 去 ４ ｇ
概 述
Ｔ ６ ＨＩ
一
、
于， 精确定点后 ， 可在点① 、 、 ② ③上加减质量 。
第二步 ： 当校正 Ｃ Ｃ面时 ， — 开启电机 ， 用测振仪测定 轴承
处 的水 平 振 幅 ｘ４ ２ ｍ。 ＝０￣
三点法的特点是找点迅速 ， 不用拆卸 叶轮 ， 不用增加特殊 的 装置 ， 操作程序简单 ， 易于掌握 ， 节省时间。 通过使用袖珍式测振 仪 Ｅ ２０ 北京伊麦特科技有 限公 司生 产 ）结合 Ｃ Ｄ电脑制 ＭＴ ０ （ ， Ａ 图， 消除引风机叶轮转子动不平衡缺 陷的实例 ， 介绍三点法 的应
第五步 ： 转动 叶轮使点 Ｉ 和点 ３ 相对应 ，将试块移到点③
处， 测量产生 的水平振幅 ｘ＝ ５ １ ３８７ｚ ． ｍ。 第六步 ： 三次测量 的振 幅值 标绘在极坐标 图上（ Ｃ Ｄ 按 用 Ａ
制 图 较 精 确 且 方 便 于 读
吹风气来 自造气炉燃烧室 ， 主要成分为 Ｃ 同时也有一部 Ｏ， 分煤粉颗粒及 粉尘进入吹风气室 。 在实际烟气系统 中， 粉尘颗粒 并不能完全通过炉后除尘而完全消除 ，有一部分粉尘颗粒 随着 烟气系统在引风机引风的作用下排人烟囱。由于这些粉尘颗粒 的存在 ， 加速 了引风机叶轮 的磨损。叶轮 的动不平衡 ， 通过轴承 座振动大和温度高 的形式体现 了出来 。 ３ 点法消除转子动不平衡 三 第一步 ： 图 １ 如 所示 ， 首先确定校正面 Ｃ Ｃ 然后在 Ａ轴承 —， 座左视 图平面 内标出互成 １０ 相交 的三点 Ｉ、 Ⅲ， ２。 Ⅱ、 同时对应 传动轴上互成 １０相交的三点 １２ ３ ２。 、 、 ；转动 叶轮使点 １ 分别和 点 １２ ３相对应 ， 、、 同时 ， 对应在校正 面 Ｃ Ｃ上 以人孑 门为参照 — Ｌ
转子不平衡的危害及消除方法
转子不平衡的危害及消除方法摘要：本文通过分析转子动平衡不平衡量对2MCL—457机型的离心压缩机振动的影响，阐述了破坏转子动平衡的因素及平衡原理，并结合空分部的实际情况，从机组平稳运行，安全保供等考虑，提出合理化建议。
关键词：动平衡；转子；振动；因素；平衡原理一．选题背景实践表明，离心压缩机转子的运行平稳性与转子的平衡品质密切相关。
转子的剩余不平衡量是机组运行的主要指标，有效的控制转子剩余不平衡量，使其在允许的范围内，对压缩机的平稳运行起着极其重要的作用。
二．转子动不平衡的危害2.1 事故描述2007年6月29日，本公司1#机（2MCL—457机型的压缩机）因转子振动持续较高，停机检修。
技术人员首先核实了机组润滑油的润滑油温、润滑油压，在确定润滑油温（48℃）、润滑油压（0.24Mpa）正常后，排除了润滑油温、润滑油压异常造成油膜形成不良，进而引起机组振动升高的可能性。
接着，技术人员逐一检查紧固螺栓、联轴器等影响振动的因素，各固定螺栓都无松动迹象，联轴器也完好无损，进一步的测量结果也表明，转子与联轴器的同心度也在允许的范围内（同心度允差±0.04mm），至此，技术人员基本上排除了除转子不平衡量以外的所有影响振动的因素。
2.2 转子动不平衡对振动的影响由转子动平衡实验报告可知，压缩机转子的原始不平衡量远远大于图纸技术要求的允许不平衡量。
我们知道转子的振动主要是由于转子的离心力失去平衡而引起的，而转子不平衡量正是引起离心力不平衡的原因。
2.3说明理论上借助现代高精度的动平衡机，可以完全消除转子的不平衡量，但实际上，由于各种原因，总会残留一些剩余不平衡量，机组运行中只要不超过许用不平衡量就可以了。
转子动平衡后，仍然存在振动，一方面是因为动平衡不能完全消除不平衡量，还残留了一些不平衡量，残留的剩余不平衡量依然会引起振动；另一方面，影响振动的因素是多方面的，转子的不平衡量只是其中之一，其他因素的存在依然会导致振动的产生。
主通风机转子失衡状况分析及对策
和技术问 题。
［ 考 文 献一 参 ］
［ ］刘影 ，施 式 亮 ． 国 近代 煤 矿 业 发 展 历 程 及 煤 矿 事 故 １ 中 概 况 研 究 ［］ 国 安 全 生 产 科 学 技 术 ，０ ９ ５ １ ： Ｊ．中 ２０ ，（）
９ ６－９ ８
［ ］ 玉 明． 矿 安 全事 故 分 析 及 对 策 ［］ 中州 煤 炭 ， ０ ２ 赵 煤 Ｊ． ２ ７ ０
式 中 ， 、 为 转 子 前 轴 承水 平 和垂 直 方 向
上的支反力 ， ‰ 、趴Ｚ 为转子后轴承水平 、 Ｎ； Ｙ Ｂ 垂 直 和轴 向 的支 反力 ， ｆ 时间 ，； Ｎ； 为 ｓｇ为重 力加 速
度 ， ／ ； 转 子 径 向截 面 面 积 ， Ａｐ为 风 机 ｍｓ Ｓ为 ｍ； 进、 出风 口侧 压力 差 ，ａ Ｐ。 ２２ 失衡 风机 状况 分析 ．
［ 关键词 ］ 失衡 ； 质心偏移 ； 振动 ； 处理 ［ 中图分类号 ］Ｔ ４１［ Ｄ ４ 文献标识码 ］Ｂ ［ 文章编号 ］１７ － ４（ １） １１ ６２９ ３ ０ｏ ２ ２ ９ ２ ０ １
Ｏ 引 言
在 主通 风机 的事故 类型 中，因旋转 部件 平衡 状态受 到破 坏引起 风机 振动 而造成 的事 故是 较常 见 的。这类机 械事 故一 旦发生 ， 处理 时 间较 长 ， 且 直接威 胁矿井 的安 全 。只有清楚 风 机转子 失 衡发 生、 发展 的过程 ， 能采取 有效措 施保 证矿 井 主通 才
转 子失衡 发生质 心偏 移后 ，以一 定 的转 速旋 转 便产 生一个 附加惯 性力 ，从 而使轴 承 的支反 力 中增加 了一个 动反力 。这个 附 加动反 力使 通风 机
、
设 轴 承 、 处 的 支 反 力 分 别 为 、Ａ‰ 、 ｌ、 ，
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图 １ 转 子 不 平 衡 量 示 意 图
在实际的运行中， 由于各种不可能避免的因素， 转
子装 配 时不 可能 做 到 压 缩 机转 子 和 增 速 机 完全 同 心 。
Ｆ＝ｍ ｅ ｗ ＝Ｇ ‘ １ ） ＝Ｇ （ Ｎ ｗ ／ ３ ０ ）
： ． 、 ｘ
一
衡不 能完 全消 除不平 衡量 ， 还 残 留了一 些 不平 衡量 ， 残
留的剩余不平衡量依然会引起振动； 另一方面 ， 影响振
动 的 因素 是多 方面 的 ， 转子 的 不平衡 量 只 是其 中之 一 ， 其他 因素 的存 在依然 会导 致振 动的产 生 。
３ 实 际运行 中破坏转子动平衡 的因素
２ ０ ０ ７年 ６月 ２ ９ 日， 二空 １ ＃ 机（ ２ Ｍ Ｃ Ｌ － ＿ １ ４ ５ ７机 型 的
试ｆ 牛 ｌ 名 称
试件重量
送件 日 期 ２ ０ ０ ７ 年７ 月５日 试验 日 期 ２ ０ ０ ７ 年７ 月８ 日
试件工作转速 １ ２ Ｉ ／ ｋ ／ ｎ ／ ｎ
压缩机 ） 因转子振动持续较高， 停机检修。技术人员首
先核 实 了 机 组 润 滑 油 的 油 温 、 油 压， 在 确 定 油 温 （ ４ ８ ℃） 、 油压 （ ０ ． ２ ４ Ｍ ｐ ａ ） 正常后 ， 排除 了油温、 油压异
图纸 要 求 试件 近端
１ １ ９ ３ ． １ ｇ・ ｌ ｌ ＇ ｌ ＇ ｔ ｌ
允洋 Ｆ 衡量《 ５ ０ Ｃ ・ ｎ ＇ ｌ Ｔ ｌ ｚ ｉ 酋 牙 量 远端
３ １
２ ０ １ ３ 年（ 第４ ２ 卷） 第４ 期
Ｙ Ｊ
工 业 科 技
除转 子 的不 平 衡 量 ， 但实际上 ， 由于 各 种原 因 ， 总会 残
留一些剩余不平衡量 ， 机组运行 中只要不超过允许用
不平 衡量 就可 以 了。 转子 动平衡 后 ， 仍然存 在振 动 ， 一方 面 是 因为 动平
叙 述了转子动平衡原理 ， 分析了破坏转子动平衡 的因素 ， 并结合兰州石化 公司动力厂空分车 间离心压缩 机实际运行 状况 ， 从 机组平稳运行 ， 安全保 供等考虑 ， 提 出解决 措施 。 关键词 ： 动平衡 ； 转子 ； 振动； 压缩机 ； 平衡原理
１ 选题背景
实践表明， 离心压缩机转子的运行平稳性与转子的
２ ． ２ 动不 平衡 对 振动 的影 响
由转子动平衡实验报告可知， 压缩机转子的原始不 平衡量远远大于图纸技术要求的允许不平衡量。我们知
道转子的振动主要是 由于转子的离心力失去平衡而引起
的， 而转子不平衡量正是引起离心力不平衡的原因。 如图１ 所示 ， 以近端为例 ， 在做动平衡实验之前其
离 心力是不 可 忽 略 的。为进 一 步说 明离 心力 对 振 动 的
影响， 我们将不 平衡离心 力分 解在 水平 和垂直 两个 方 向
上， 即图中的 Ｆ Ｘ和 Ｆ Ｙ 。随着转子 的旋转 ， 不平衡离心
其 中 Ｎ为转 速 ， 即 Ｎ＝１ ２ ０ ０ ０ ｒ ／ ｍｉ ｎ
贝 ０ Ｆ＝ １ １ ９ ３ ． １ ×（ ４ ０ ０ｘ ３ ． １ ４ ） ×１ ０ — ６ ＝ １ ９ ８ １ （ Ｎ ）
当增速 机通过 联 轴 器传 递转 矩 的时 候 ， 就 会 产 生 一 个 额 外 的力 Ｆ ， 如 图 ２所 示 ， 而这 个 力在 转子 高 速转 动 时 就 会使压 缩机 转子 产生 一定 的动不平 衡量 。
衰 ２ 转子动平衡实验报告 委觯 ｆ 立 机修三 车间 二空薄
３ ０ ０ ｋ ｇ
平衡品质密切相关。转子的剩余不平衡量是机组运行的 主要指标 ， 有效的控制转子剩余不平衡量， 使其在允许的
范围内， 对压缩机的平稳运行起着极其重要的作用。
２ 转子动不平衡 的危 害
２ ． １ 事故描述
工 业 科 技
２ ０ １ ３ 年（ 第４ ２ 卷） 第４ 期
转 子 动 不 平衡 的危 害及 消 除方 法
马志清 ， 巨璇 绚
（ 兰州石化公 司 动力厂 ， 甘肃 兰州 ７ ３ ０ ０ ６ ０ ）
摘
要： 通 过典 型事故分析 ， 阐明离 心压 缩机转子动不平衡对振 动的影 响 ， 说 明了离心 压缩机转 子动 不平衡 的危 害 ， 简要
化验结果表 明 ， 润滑油各项指标都符合要求。至
此， 彻底排 除 了润滑 油 因素 引起 机组振 动 的可能性。 接着 ， 技术人员逐一检查紧固螺栓 ， 联轴器等影响振动
原始不平衡量 Ｇ＝ １ １ ９ ３ ． １ ｇ・ ｍ ｍ， 根据公式
Ｆ ＝ｍｅ ∞
得 Ｇ所产生的不平衡离心力
作者简 介 ： 马志清 （ １ ９ ８ ６ 一） ， 男， 汉族 ， 大学本科 ， 主要从事技术 管理 工作 。
的因素 ， 结果是各 固定螺栓都无松动迹象 ， 联轴器也完
好无损 ， 进一步的测量结果也表明 ， 转子 与联轴器 的同
心度也 在允许 的范 围内 （ 同心度 允差 － ｔ － ０ ． ０ ４ ａ ｒ ｍ） ， 至 此， 技术人员基本上 排除 了除转子不平衡量 以外 的所 有影响振动 的因素。并最终决定做 转子动平衡 实验 ， 实验报告见表 ２ 。
１ Hale Waihona Puke ０ １ ． ０ｇ・ ｎ ｌ Ｉ ｌ
试嘘 近端
耪
： 衡量 远端
１ ２ ５ ． ６ ｇ・ ｍ
常影响油膜形成 不利 ， 进而引起机组振动升高 的可能
性。紧接着抽取油样化验 ， 化验结果见表 １ 。
裹１ Ｎ ４ ６ ＃ 防锈汽轮机油化验结果 与理 论值 比较
３ ４ ． ９ ｇ・ ｌ 撇
瞄 Ｆ
器
同理可 得 ， 转 子动 平 衡后 剩 余 不 平 衡 量 Ｇ ＝３ ４ ． ９
ｇ・ ｍ ｍ所产生的剩余不平衡离心力
Ｆ ＝ ５ ５ （ Ｎ）
可见 ， 对于 ３ ０ ０ ｋ ｇ重 的 转 子 来 说 ， 虽然 １ １ ９ ３ ． １
ｇ・ ｎ ｌ ｌ ｎ 是一个很小的不平衡量， 但是其所产生的不平衡