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    重慶星申動(dòng)告訴您靜平衡與動(dòng)平衡如何選擇?

    時(shí)間:2023-09-18 10:30:04

    剎車(chē)盤(pán)五工位全自動(dòng)平衡機.jpg

    1.靜態(tài)平衡

    靜平衡對轉子的一個(gè)校正面進(jìn)行校正和平衡。修正后的剩余不平衡量保證了轉子靜止時(shí)在規定的允許不平衡量范圍內。稱(chēng)為靜平衡,又稱(chēng)單面平衡。

    2、動(dòng)平衡

    動(dòng)平衡同時(shí)對轉子的兩個(gè)或多個(gè)校正面進(jìn)行校正平衡。修正后的剩余不平衡量保證了轉子動(dòng)態(tài)時(shí)在規定的允許不平衡范圍內。它稱(chēng)為動(dòng)態(tài)平衡,也稱(chēng)為雙面或多面平衡。

    3、轉子平衡的選擇與確定

    如何選擇轉子的平衡方法是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。選擇有這樣的原則:

    只要滿(mǎn)足轉子平衡使用的需要,如果能做靜平衡,就不必做動(dòng)平衡。如果能動(dòng)平衡,就不必做動(dòng)靜平衡。原因很簡(jiǎn)單。靜態(tài)平衡比動(dòng)態(tài)平衡更容易做到,省工、省力、省錢(qián)。

    那么如何確定轉子平衡類(lèi)型呢?需要根據以下因素和依據來(lái)確定:

    1、轉子的幾何形狀和結構尺寸,特別是轉子的直徑D與轉子兩校正面之間的距離b的比值,以及轉子的支撐間距等。

    2、轉子工作轉速

    與轉子平衡技術(shù)要求相關(guān)的技術(shù)標準,如GB3215、API610、GB9239和ISO1940等。

    3、轉子靜平衡條件GB9239平衡標準中,剛性轉子靜平衡條件定義為:

    如果盤(pán)式轉子的支撐間距足夠大,且盤(pán)件旋轉時(shí)的軸向跳動(dòng)很小,可以忽略偶不平衡(動(dòng)平衡),則可以采用修正面來(lái)修正不平衡,即即,單側(靜態(tài))平衡。必須驗證特定轉子是否滿(mǎn)足這些條件。在平面上平衡大量某種類(lèi)型的轉子后,可以找到最大剩余力偶不平衡量,并除以支撐距離。如果在最不利的情況下,該值不大于允許殘余不平衡量的一半,則單側(靜態(tài))平衡就足夠了。

    從這個(gè)定義不難看出,轉子要實(shí)現一側(靜態(tài))平衡主要有三個(gè)條件:

    (1)一是轉子幾何形狀為盤(pán)形;

    (2)一是轉子在平衡機上平衡時(shí)的支撐間距要大;

    (3)另一個(gè)是轉子旋轉時(shí),其校正面的端面跳動(dòng)必須很小。

    上述三個(gè)條件解釋如下:

    (1)什么是盤(pán)式轉子,主要由轉子直徑D與轉子兩校正面之間的距離b之比來(lái)確定。 API610標準規定,當D/b<6時(shí),轉子只需一側平衡;當d>

    (2)支撐間距要大沒(méi)有具體的參數要求,但如果與轉子修正面間距b的比值5或更大,則認為支撐間距足夠大。

    (3)轉子的軸向跳動(dòng)主要是指轉子旋轉時(shí)校正面的端面跳動(dòng),因為任何進(jìn)行平衡測試的轉子都經(jīng)過(guò)精密加工。加工后,轉子孔與校正面之間的行為公差已得到保證。端面跳動(dòng)很小。

    根據上述轉子單側(靜)平衡的條件,結合相關(guān)泵技術(shù)標準(如GB3215和API610),轉子僅進(jìn)行靜平衡的條件如下:

    (1) 對于單級泵和兩級泵的轉子,當運行轉速為

    (2)對于單級泵和兩級泵的轉子,當運行轉速1800rpm時(shí),若D/b6,則只能做靜平衡。但平衡后剩余不平衡量必須等于或小于允許不平衡量的1/2。如果需要動(dòng)平衡,則要看平衡機上能否將兩個(gè)校正面的平衡分開(kāi)。如果無(wú)法分離,就只能做靜平衡了。

    (3)對于某些轉子如開(kāi)式葉輪,如兩端無(wú)法支撐,只能做靜平衡。因為兩端無(wú)法支撐,所以必須采用懸臂式。在平衡機上進(jìn)行動(dòng)平衡是非常危險的。單面(靜態(tài))平衡只能在平衡架上進(jìn)行。

    4、轉子動(dòng)平衡的條件GB9239標準中規定:如果剛性轉子不能滿(mǎn)足盤(pán)形轉子靜平衡的條件,則需要在兩個(gè)平面上進(jìn)行平衡,即動(dòng)平衡。

    僅進(jìn)行靜平衡的轉子條件如下(平衡靜平衡等級G0.4為最高精度,一般泵葉輪動(dòng)平衡靜平衡等級為G6.3或G2.5):

    (1)對于單級泵和兩級泵的轉子,當運行轉速1800rpm時(shí),只要D/b

    5.動(dòng)平衡機的精度要求

    可達到的最小殘余不平衡量是平衡機平衡轉子時(shí)能夠達到的最小殘余不平衡量。它是衡量平衡機最高平衡能力的性能指標。

    硬軸承平衡機可以直接用校正面上的最小剩余不平衡量來(lái)表示,單位為(克/毫米),有的也用克/厘米。

    可達到的最小殘余不平衡量受平衡機類(lèi)型、測量方法、傳動(dòng)方式、軸承形式、校正面平面分離比以及平衡機靈敏度等因素的影響。

    要使轉子的平衡精度很高(即剩余不平衡量很?。?,就必須盡可能地消除影響不平衡精度的因素。在這些影響因素中,平衡機的傳動(dòng)方式和傳動(dòng)部件的不平衡度影響最大。轉子的軸頸精度也應受到嚴格限制,以及裝有葉輪的轉子零件、重心不在轉子中心的轉子以及裝有軸承底套和密封填料的轉子。

    精度等級G

    克毫米/公斤

    轉子類(lèi)型示例

    G4000

    4000

    用于具有奇數氣缸的剛性安裝低速船用柴油機的曲軸驅動(dòng)裝置

    G1600

    1600

    用于大型二沖程發(fā)動(dòng)機的剛性安裝曲軸驅動(dòng)裝置

    G630

    630

    船用柴油機的剛性安裝曲軸驅動(dòng)部件;用于大型四沖程發(fā)動(dòng)機的剛性安裝曲軸驅動(dòng)部件

    G250

    250

    用于高速四缸柴油發(fā)動(dòng)機的剛性安裝曲軸驅動(dòng)部件

    G100

    100

    用于六缸和多缸柴油發(fā)動(dòng)機的曲軸驅動(dòng)裝置。汽車(chē)、卡車(chē)和摩托車(chē)的整套(汽油、柴油)發(fā)動(dòng)機。

    G40

    40

    汽車(chē)車(chē)輪、箍、車(chē)輪總成;汽車(chē)、卡車(chē)和機車(chē)發(fā)動(dòng)機的驅動(dòng)部件。

    G16

    16

    破碎機和農業(yè)機械零件;汽車(chē)、卡車(chē)和機車(chē)(汽油、柴油)發(fā)動(dòng)機的各個(gè)部件。

    G6.3

    6.3

    燃氣輪機和蒸汽輪機,包括海船(商船)主輪機、剛性渦輪發(fā)動(dòng)機轉子;渦輪增壓器;機床傳動(dòng)部件;有特殊要求的中大型電機轉子;小型電機轉子;渦輪泵。

    G2.5

    2.5

    海船(商船)主渦輪機齒輪;離心分離機和泵的葉輪;粉絲;航空燃氣輪機轉子部件;飛輪;機床通用零部件;普通電機轉子;具有特殊要求的發(fā)動(dòng)機的各個(gè)部件。

    G1

    1

    錄音機和電唱機驅動(dòng)器;磨床驅動(dòng)裝置;滿(mǎn)足特殊要求的小電樞。

    G0.4

    0.4

    精密磨床的主軸、砂輪、電樞、陀螺儀。

    考慮到技術(shù)的先進(jìn)性和經(jīng)濟合理性,國際標準化組織(ISO)于1940年制定了世界公認的ISO1940平衡等級,將轉子平衡等級分為11級,每級劃分2.5倍。平衡機逐漸從要求最高的G0.4 升級到要求最低的G4000。單位為克毫米/千克(gmm/kg),表示不平衡量相對轉子軸線(xiàn)的偏心距離。

    6、轉子動(dòng)平衡技術(shù)方法

    轉子受力不平衡的主要原因有:

    (1)轉子制造時(shí)的原始不平衡量;

    (2)轉子因長(cháng)期運行而摩擦發(fā)熱而彎曲;

    (3)轉子運轉時(shí)逐漸出現不平衡;

    (4)轉子受外界變化影響,造成轉子彎曲。

    為了解決轉子的不平衡問(wèn)題,通常采用離線(xiàn)動(dòng)平衡修正法和在線(xiàn)動(dòng)平衡修正法。前者通常將設備的轉子拆開(kāi),然后送至平衡機進(jìn)行校正;后者與前者最大的區別是轉子不需要拆卸,而是直接在現場(chǎng)修復不平衡。

    6.1 離線(xiàn)動(dòng)平衡校正方法

    轉子的離線(xiàn)動(dòng)平衡也稱(chēng)為過(guò)程動(dòng)平衡。它將待檢測的轉子安裝在平衡機上,將傳感器與貼在轉子上的反光標簽對準,并將產(chǎn)生的信號反饋給平衡機。技術(shù)人員根據平衡機上顯示的不平衡大小和角度進(jìn)行適當調整。修正和修復。其主要流程為:

    首先,停止旋轉設備,取出故障轉子;然后將轉子送至動(dòng)平衡機,確定轉子軸承位置;此時(shí),固定轉子,設置參數,啟動(dòng)平衡機;

    然后將待測轉子的周期振動(dòng)信號轉換為電感信號,測量轉子校正面對應的不平衡量和相位;最后通過(guò)去加重或加權的方式對不平衡量進(jìn)行修正和消除,以滿(mǎn)足安全生產(chǎn)的要求。

    一般來(lái)說(shuō),離線(xiàn)動(dòng)平衡校正方法是一種對轉子本身進(jìn)行整體平衡的方法。

    6.2 在線(xiàn)動(dòng)平衡校正方法

    在線(xiàn)動(dòng)平衡,也稱(chēng)為現場(chǎng)動(dòng)平衡或完全機械平衡,顧名思義,就是在現場(chǎng)檢測設備的工作速度,完成動(dòng)平衡作業(yè)。在線(xiàn)動(dòng)平衡是指在不拆卸機組的情況下,在正常工作條件下對轉子進(jìn)行動(dòng)平衡以減少振動(dòng)的方法。在線(xiàn)動(dòng)平衡技術(shù)是指通過(guò)傳感器采集轉子的振動(dòng)信號,計算分析其不平衡量和相位,利用相關(guān)控制系統輸入量的變化來(lái)消除不平衡量。具體來(lái)說(shuō),傳感器檢測轉子振動(dòng)信號,利用設備底座作為平衡機底座,轉子和軸承的振動(dòng)是線(xiàn)性系統,產(chǎn)生的振動(dòng)是線(xiàn)性疊加。處理收集到的振動(dòng)信息以確定轉子的每個(gè)平衡校正表面。最終利用不平衡量和角度,通過(guò)加權或去權的方式消除不平衡量,從而達到校正的目的。因此,在線(xiàn)動(dòng)平衡校正方法具有避免拆裝帶來(lái)的誤差、減少不必要的人力、操作簡(jiǎn)便、易于實(shí)現自動(dòng)化、保證機組安全有序運行的優(yōu)點(diǎn)。因此,在線(xiàn)動(dòng)平衡是消除設備振動(dòng)的重要措施。這也是我國石化工業(yè)、機械裝備等行業(yè)未來(lái)的發(fā)展趨勢。

    一般來(lái)說(shuō),在線(xiàn)和離線(xiàn)轉子動(dòng)平衡都可以糾正轉子的不平衡。兩者的校正精度都很高,并且都滿(mǎn)足修復后安全生產(chǎn)的要求。因此,在對轉子進(jìn)行動(dòng)平衡時(shí),必須根據實(shí)際情況對其效率、成本等進(jìn)行綜合分析,確定是在線(xiàn)動(dòng)平衡還是離線(xiàn)動(dòng)平衡合適,然后選擇最合適的方法進(jìn)行操作。一方面可以大大提高效率;另一方面,也有助于轉子動(dòng)平衡運轉的準確性。但由于設備支撐結構和轉子的多樣性,在線(xiàn)動(dòng)平衡比離線(xiàn)動(dòng)平衡復雜得多。另外,線(xiàn)上要求要求在最短的時(shí)間內達到標準的動(dòng)平衡效果,難度很大。因此,在線(xiàn)動(dòng)態(tài)平衡和離線(xiàn)動(dòng)態(tài)平衡的區別在于:

    (1)兩者所使用的測試儀器不同;

    (2)在線(xiàn)動(dòng)平衡可以比離線(xiàn)使用更少的校正面;

    (3)在線(xiàn)動(dòng)平衡作業(yè)人員較多;

    (四)兩者平衡標準不同;

    (5)兩者的經(jīng)濟和時(shí)間要求不同。

    7. 平衡技術(shù)與方法

    測量并校正不平衡轉子的不平衡,以消除不平衡。這就是轉子平衡的過(guò)程,也稱(chēng)為平衡測試。它是轉子加工中的重要工序。

    1、校正面的選擇

    消除轉子的不平衡,使之達到平衡狀態(tài)的操作稱(chēng)為平衡校正。平衡校正是在垂直于轉子軸線(xiàn)的平面上進(jìn)行的,該平面稱(chēng)為校正平面。只需要在一個(gè)校正平面內校正平衡的方法稱(chēng)為單面平衡或靜平衡。必須在兩個(gè)或多個(gè)校正平面上進(jìn)行校正的方法稱(chēng)為雙面平衡或多邊平衡或動(dòng)平衡。

    對于初始不平衡量較大、旋轉時(shí)振動(dòng)過(guò)大的轉子,在進(jìn)行動(dòng)平衡校核前必須進(jìn)行單側平衡,以消除靜不平衡。有時(shí)由于校正面位置選擇不當(即重心不在所選校正面內),校正靜平衡實(shí)際上會(huì )增加力偶不平衡。因此,校正面最好選擇在重心所在平面內,以減少力偶不平衡。如果重心所在平面不允許去重,一般應在重心所在平面兩側的兩個(gè)平面上進(jìn)行。

    對于剛性轉子,一般有靜不平衡和力偶不平衡。為了達到平衡,可以在任意選擇的兩個(gè)垂直于軸線(xiàn)的校正平面內校正不平衡,即所謂的雙面平衡。校正方法一般采用稱(chēng)重(如平衡重)或去重(如鉆孔)。校正平面的位置一般由轉子的結構決定。

    為了減少平衡操作所花費的時(shí)間和勞動(dòng)力,應努力減少校正量。為此,在可能的情況下,應盡可能增大兩個(gè)校正面之間的距離和校正半徑,以達到良好的平衡效果。

    2.驗證方法

    轉子的不平衡是由于中心主慣性軸線(xiàn)與旋轉軸線(xiàn)不重合造成的,平衡校正是改變轉子的質(zhì)量分布,使其中心主慣性軸線(xiàn)與旋轉軸線(xiàn)重合,以實(shí)現轉子的不平衡。平衡。常用的校正方法有調整校正砝碼、增加砝碼或去除砝碼等。

    加重可采用螺釘連接、鉚接、焊接等方式。該方法可以使轉子達到較好的平衡效果和較高的平衡精度,且方便、安全。

    鉆孔、磨削、鑿削、銑削等方法常用于重復數據刪除。使用磨削來(lái)減輕泵轉子和葉輪的重量,或增加聯(lián)軸器的重量。

    選擇哪種校正方法取決于轉子結構和工藝要求以及校正表面的幾何形狀。一般情況下,轉子設計時(shí)會(huì )考慮加重或去重的位置。

    3. 修正錯誤

    平衡過(guò)程中,除了平衡機的測量誤差外,還有平衡校正不準確(包括校正量的大小和位置)引起的誤差。這種誤差稱(chēng)為修正誤差??煞譃樾拚嵌日`差、修正幅度誤差、修正半徑誤差和修正平面位置誤差等。

    在實(shí)際標定中,上述四種誤差大多數情況都是綜合出現的,分析時(shí)應綜合考慮。此外,還應考慮初始不平衡量與剩余不平衡量的比例,以及平衡機不平衡減少率的影響。


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