转子动平衡技术.ppt

* 25 徐伟 状态监测技术培训 动平衡技术 转子动平衡技术 版权所有 违者必究 2005年 第二版 徐伟 状态监测 技术培训 * * 主 动 维 修 的 概 念 1. 设备故障与故障诊断 ① 故 障： 设备由于某种原因“没有达到规定的功能” ② 故障诊断： 判定、分析设备故障的过程。 故障的部位：指导维修 引起故障的原因，判断故障周期 2. 设备维修体制 事后维修 计划维修 预测维修：趋势分析、状态监测 主动维修：消除隐患。如用动平衡机→不平衡；对中仪→不对中；油液分析仪→油液污染 * 1、转子不平衡及其产生的振动 ①. 转子不平衡的概念 不平衡: 转子质量分布不均匀. 转子质量中心与其旋转中心 线不重合→ 出现偏心距 → 周期性离心力干扰（F=mew2) → 轴承动载荷 →设备振动. 不平衡是损坏的起因。统计资料表明：不平衡是机器损坏最常见的原因，约有50％的故障停车可直接或间接归因于不平衡，轴承损坏、轴承座开裂、轴变形、基础松动等... 转子的不平衡故障及动平衡技术 * 1、转子不平衡及其产生的振动(续)②. 由转子不平衡导致的振动 转子产生的离心力 振幅 与 , 有关；当 时，发生共振现象。 放 大 系 数 其中: , * ③. 临界转速问题 当 ，即 时, 振动幅值(动挠度)最大, 此转速称为临界转速。 当 时, 振动幅值恰恰等于偏心距; 工程上以此为界限: 工作转速 的转子称为 挠性转子; 工作转速 的转子称为 刚性转子. * 2 转子质量不平衡的原因 使用过程中造成的不平衡: 转子附着沉积物 腐蚀、磨损 热变形；长期搁置的转子，由于自重而弯曲变形 设计问题: 在转子内部或外部有未加工表面 零件在转子上的配合面粗糙和公差不合适 配合键短于键槽, 造成局部金属空缺 材料缺陷: 铸造有气孔, 造成材料内部组织不均匀 材质较差, 易于磨损、变形 加工与装配误差: 切削加工中的切削误差，焊接缺陷与变形 转子热处理造成的残余应力未消除 配合键短于键槽, 造成局部金属空缺 装配零件不一致造成的质量不对称（螺栓等） 联轴节安装不对中 * 设 备 故 障 引 起 的 机 械 振 动 齿轮啮合 轴承故障 不平衡 幅值 时间 幅值 不平衡 轴承故障 齿轮啮合 频率 f 3 不 平 衡 类 型 与 其 故 障 特 征 同频占主导，相位稳定。如果只有不平衡，1X 幅值大于等于通频幅值的80％，且按转速平方增大。 通常水平方向的幅值大于垂直方向的幅值，但通常不应超过两倍。 同一设备的两个轴承处相位接近。 水平方向和垂直方向的相位相差接近90度。 典型的频谱 相位关系 A 力 不 平 衡 径向 * 典型的频谱 相位关系 B 力 偶 不 平 衡 同频占主导，相位稳定。振幅按转速平方增大。需进行双平面动平衡。 偶不平衡在机器两端支承处均产生振动，有时一侧比另一侧大 较大的偶不平衡有时可产生较大的轴向振动。 两支承径向同方向振动相位相差180。 3 不 平 衡 类 型 与 其 故 障 特 征 径向 * 动不平衡是前两种不平衡的合成结果。 仍是同频占主导，相位稳定。 两支承处同方向振动相位差接近 典型的频谱 相位关系 C 动 不 平 衡 3 不 平 衡 类 型 与 其 故 障 特 征 径向 * 悬臂转子不平衡在轴向和径向都会引起较大 1X 振动。 轴向相位稳定，而径向相位会有变化。 悬臂式转子可产生较大的轴向振动，轴向振动有时甚至超过径向振动。 两支承处轴向振动相位接近。 往往是力不平衡和偶不平衡同时出现。 典型的频谱 相位关系 D 悬 臂 转 子 不 平 衡 3 不 平 衡 类 型 与 其 故 障 特 征 轴向和径向 * * 4 转子不平衡量的评定方法 ①. 不平衡的表示方法 不平衡力: 重径积(不平衡量): 不平衡度: ②. 平衡精度的衡量 对残余不平衡量是怎样要求的呢? 大量统计数据及实际经验表明, 对于同类型转子, 允许的残余不平衡量: 常 数, 对于 G 从物理概念上理解, 它是转子重心的线速度. 国际标准化组织(ISO)所定的 “刚性转子平衡精度” 标准，就是以 G 值划分精度等级的，G 值从 0.16~4000 mm/s, 共分 11 级, 参见下表： * 各类刚性转