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    低速平衡機能解決高速平衡機的問(wèn)題嗎?

    時(shí)間:2023-09-18 10:45:09

    皮帶輪全自動(dòng)立鉆平衡機.png

    這個(gè)問(wèn)題有點(diǎn)奇怪。你可能會(huì )說(shuō),如果低速平衡可以解決高速平衡的問(wèn)題,那誰(shuí)來(lái)做高速平衡呢?費時(shí)、費力、成本高。當然,你也可能會(huì )說(shuō),是的,國際標準ISO21940-12已經(jīng)說(shuō)過(guò),一些柔性轉子可以采用低速平衡方法進(jìn)行平衡。

    這兩個(gè)答案當然都是正確的,但現實(shí)往往更加復雜。這里我們將針對具體問(wèn)題,研究多盤(pán)轉子的高速動(dòng)平衡。

    1.多盤(pán)轉子,國際標準推薦的平衡方法

    多級離心壓縮機轉子。這種類(lèi)型的轉子在化學(xué)工業(yè)中非常常用。它通常運行速度非常高,是最典型的柔性轉子。超過(guò)一階臨界速度是肯定的,超過(guò)二階臨界速度也是常見(jiàn)的。

    對于此類(lèi)柔性轉子,根據國際標準ISO21940-12的分類(lèi),其結構特點(diǎn)是:轉子上有兩個(gè)以上圓盤(pán),所有圓盤(pán)(除一個(gè))都是可拆卸的,推薦的平衡方法為低速動(dòng)平衡方法B+C,或方法D,或方法E,如圖所示。

    方法1(B+C):首先單獨平衡每個(gè)輪盤(pán)(方法C)。輪盤(pán)組件在軸上的形位公差是根據平衡精度要求確定的。組裝后,將整個(gè)轉子組裝成低速雙表面動(dòng)平衡(方法B)。

    方法2(D):各車(chē)輪單獨平衡并組裝成整體轉子后,如果轉子上的不平衡量超過(guò)某一規定值,則不能直接進(jìn)行雙面平衡,而是先在中間平面上進(jìn)行校正。 30-60%的靜態(tài)不平衡。如果有關(guān)于軸承和軸的剛度的可靠數據,最好首先對轉子系統進(jìn)行不平衡響應分析。然后做低速雙面動(dòng)平衡。

    方法三(E),先平衡軸,然后每安裝一個(gè)輪子就做一次平衡,并且只對最后安裝的輪子測量和修正不平衡量,即以前安裝的轉子部分被視為最后一次平衡這個(gè)輪盤(pán)賭的工具。

    這種平衡方法的理論基礎是,如果沿軸向各平面(輪盤(pán))上的不平衡量被測量并修正,并將殘余不平衡量控制在規定的平衡精度內,則轉子將旋轉至其最大工作轉速。速度。即使在臨界速度下,不平衡引起的振動(dòng)也會(huì )在可接受的水平內。

    然而,理論雖然豐富,但現實(shí)往往很骨感。

    2.現實(shí)中的平衡問(wèn)題

    上述標準中推薦的平衡方法在理論上當然是正確的,也是許多此類(lèi)轉子制造商所使用或仍在使用的制造和平衡工藝。但現實(shí)中,越來(lái)越多的廠(chǎng)家配備了高速動(dòng)平衡機,對柔性轉子整體進(jìn)行高速動(dòng)平衡和超速測試。造成這種發(fā)展趨勢的主要原因是:

    一是市場(chǎng)推廣。這種類(lèi)型的轉子用于連續生產(chǎn)線(xiàn)。如果其中一個(gè)轉子出現故障,整條生產(chǎn)線(xiàn)將無(wú)法投產(chǎn)或停產(chǎn)。用戶(hù)和設備制造商都不希望這種情況發(fā)生。他們必須確保啟動(dòng)成功。如果沒(méi)有事先進(jìn)行高速動(dòng)平衡,這是無(wú)法保證的。

    其次,前面提到的低速動(dòng)平衡方法看似簡(jiǎn)化了平衡工藝,但實(shí)際上對轉子設計、制造、裝配和平衡的各個(gè)工藝環(huán)節都提出了更為嚴格、近乎苛刻的要求,例如形位公差要求。配合部件。根據平衡精度要求確定,輪盤(pán)平衡工裝引起的誤差需要完全補償。然而,在實(shí)踐中,很難完全補償工裝的重復性誤差。

    第三,作為產(chǎn)品質(zhì)量控制的一個(gè)環(huán)節,作為轉子軸承系統動(dòng)態(tài)設計的驗證,還必須進(jìn)行高速動(dòng)平衡和超速試驗。

    因此,對于這種多盤(pán)轉子,高速動(dòng)平衡越來(lái)越成為必要的過(guò)程。這是一個(gè)趨勢。

    3、高速動(dòng)平衡面臨的新問(wèn)題

    引入高速動(dòng)平衡技術(shù)足以解決問(wèn)題嗎?現實(shí)總是比理想復雜得多。

    高速動(dòng)平衡機多平面不平衡量的測量基于影響系數法理論。首先需要測量轉子初始狀態(tài)下擺架振動(dòng)的大小和相位,然后嘗試在每個(gè)校正面上依次添加已知大小和相位的不平衡量(加重或去加重),依次測量擺架振動(dòng)的大小和相位,最后通過(guò)計算機(或手繪矢量圖)得出影響系數,然后在每個(gè)校正平面上施加的校正質(zhì)量的大小和相位為計算出來(lái)的。

    對于多級離心壓縮機等轉子,由于其結構原因,不平衡的應用是通過(guò)修正面上的磨削和去除重量來(lái)實(shí)現的,包括每次不平衡的試加和最終的修正。不僅去重效率低,而且精度差。誰(shuí)能準確知道磨光后的鐵屑的質(zhì)量及其質(zhì)心位置?

    所以這類(lèi)轉子的高速動(dòng)平衡是一項非常煩人的工作。有沒(méi)有更好的方法來(lái)改進(jìn)這項工作?

    4. 問(wèn)題解答

    答案是肯定的。為了讓問(wèn)題更具體、更有針對性、邏輯更嚴密,我們先概述一下此類(lèi)轉子的一些主要特點(diǎn):

    1)此類(lèi)柔性轉子一般會(huì )通過(guò)一階或二階臨界轉速,更高階的在此不予考慮;

    2)該型轉子上至少有3個(gè)校正平面;

    3)轉子兩端支撐,無(wú)懸臂端質(zhì)量。這里不考慮懸臂端質(zhì)量;

    4)轉子上的各個(gè)盤(pán)都經(jīng)過(guò)了平衡,因此各個(gè)平面上剩余的不平衡量很小,各個(gè)平面上的不平衡量大小比較均勻,各個(gè)平面上的不平衡量的相位是隨機的;

    5)不平衡修正方法是通過(guò)拋光去除重量;

    6)廠(chǎng)家配備低速平衡機。

    我們針對這種情況的解決辦法是:在完成前面方法C的低速動(dòng)平衡并組裝好轉子后,不要簡(jiǎn)單地按照方法B做低速雙面動(dòng)平衡,而是進(jìn)行三個(gè)平面的靜耦合。不平衡量分別校正,即在中間平面校正靜不平衡,在兩端平面校正偶不平衡,僅校正70%左右,而不是完全校正。

    根據低速動(dòng)平衡理論,剛性轉子上的不平衡量可以表示為兩個(gè)平面上的動(dòng)不平衡量,如下圖的UI和UII向量,也可以表示為靜不平衡量Us指定平面上的向量,以及a  分布在兩個(gè)平面上的偶不平衡量U  和-U  向量之間的相互轉換關(guān)系如圖所示。這兩種表達式可以在平衡機的測量?jì)x器上隨意轉換。

    這樣平衡過(guò)的轉子安裝在高速動(dòng)平衡機上,大概率可以測量運行一次,其振動(dòng)值在允許水平之內。在少數情況下,需要進(jìn)行少量的進(jìn)一步修正。

    該方法的理論依據是該類(lèi)轉子剛性狀態(tài)下的靜不平衡和偶不平衡與柔性狀態(tài)下的一階、二階模態(tài)不平衡具有較高的吻合度。

    5. 結論

    回到本文的標題,根據具體情況,低速平衡方法有可能幫助解決高速平衡問(wèn)題。

    該方法為首次提出,是對國際標準推薦方法的改進(jìn)和增強。從事此類(lèi)轉子高速動(dòng)平衡工作的朋友不妨一試。希望對您的工作有所幫助。

    您也可以嘗試其他條件類(lèi)似的轉子,這也會(huì )有幫助,但首次成功的概率可能會(huì )較低。

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