风机动平衡及静平衡.pptx
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1、风机动平衡及静平衡一、概述一、概述:理想转机得转子理想转机得转子,其轴延长度每一段得重心均于轴得其轴延长度每一段得重心均于轴得几何中心重合。但实际上几何中心重合。但实际上,制造加工不可能完全精确。材制造加工不可能完全精确。材料得质量分布也不就是绝对均匀料得质量分布也不就是绝对均匀,在装配过程中也有一定在装配过程中也有一定程度得误差程度得误差,再如检修过得转子再如检修过得转子,对磨损得叶轮可能进行对磨损得叶轮可能进行过焊补等。均会造成转子不平衡过焊补等。均会造成转子不平衡,因此转子往往就是不平因此转子往往就是不平衡得。转动机械运转就是否正常衡得。转动机械运转就是否正常,一般可以从转机轴承得一般可
2、以从转机轴承得振动大小来判断。引起转机振动得原因很多振动大小来判断。引起转机振动得原因很多,转子不平蘅转子不平蘅,常常就是转机振动得原因之一。不平衡得转子在转动时常常就是转机振动得原因之一。不平衡得转子在转动时会产生离心力会产生离心力,此力周期性地冲击着轴承此力周期性地冲击着轴承,迫使轴承振动。迫使轴承振动。二、转子不平衡产生得离心力计算公式二、转子不平衡产生得离心力计算公式转子不平衡产生得离心力转子不平衡产生得离心力F按下式计算按下式计算:F=M1*r1*2/g-(1-1)式中式中M1-仅仅就是转子不平衡部分得重量仅仅就是转子不平衡部分得重量r1-M1所在位置偏离轴心得距离所在位置偏离轴心得
3、距离;转子找静平衡就就是要找到转子找静平衡就就是要找到M1所在得方向所在得方向,并在她得并在她得反方向上比较方便得位置上加一块适当重量反方向上比较方便得位置上加一块适当重量M2,并使并使:M1*r1=M2*r2-(1-2)式中式中M2-找静平衡时加上得重量找静平衡时加上得重量,r2-M2所在位置偏离轴心得距离所在位置偏离轴心得距离;根据转子质量分布得不同根据转子质量分布得不同,转子不平衡情况可分为三种转子不平衡情况可分为三种:1、静不平衡静不平衡 图一所示为一根很窄得转子图一所示为一根很窄得转子(如排粉机转子、轴加风如排粉机转子、轴加风机转子机转子)。静止时转子得不不平衡重量。静止时转子得不不
4、平衡重量M1所在位置总就是所在位置总就是转到最低位置得现象转到最低位置得现象,称为静不平衡。称为静不平衡。r图一M1图图2所示为一很宽得转子所示为一很宽得转子(如多级离心式水泵得如多级离心式水泵得转子转子),她得不平衡重量可认为半个转子得不平衡她得不平衡重量可认为半个转子得不平衡重量为重量为M1,另半个转子得不平衡重量为另半个转子得不平衡重量为M2,且且M1和和M2在同一平面和在轴心得同一侧在同一平面和在轴心得同一侧,M1和和M2共同作用共同作用得结果也就是当转子静止时她们所在得位置有转向得结果也就是当转子静止时她们所在得位置有转向最低位置得趋势最低位置得趋势,这种不平衡现象也称为静不平衡。这
5、种不平衡现象也称为静不平衡。M1M2图二 2 2、动不平衡、动不平衡在图在图3 3中中,加上平衡重块加上平衡重块M M3 3之后即静平衡了之后即静平衡了,但但如果如果M M3 3没有加在没有加在M M1 1所决定了得垂直轴心得平面内所决定了得垂直轴心得平面内,则在转动时则在转动时,M,M1 1和和 M M3 3分别形成得离心力不但不能互分别形成得离心力不但不能互相抵消相抵消,反而形成不平衡力偶反而形成不平衡力偶,将引起振动将引起振动,这就就这就就是动不平衡。如图是动不平衡。如图4 4所示。所示。M3M1图四r1r3M1M3图三3、动静混合不平衡、动静混合不平衡如图如图5所示所示,当转子得不平衡
6、重量当转子得不平衡重量M1和和M2既不在通过轴心线得同一平面上既不在通过轴心线得同一平面上,也不在也不在轴线得同一侧轴线得同一侧,将动不平衡重量分解后即属将动不平衡重量分解后即属同时存在上述两种不平衡同时存在上述两种不平衡,这种情况最多这种情况最多,称称为动静混合不平衡。为动静混合不平衡。M2M1图五转子不平衡对机械设备得影响转子不平衡对机械设备得影响 运转噪音及振动大运转噪音及振动大轴承易高温、损坏轴承易高温、损坏机械轴封寿命减短机械轴封寿命减短联轴器寿命减短联轴器寿命减短基础易松动变形基础易松动变形设备结构强制损坏设备结构强制损坏润滑油泄漏润滑油泄漏三、转子找静平衡三、转子找静平衡以风机转
7、子找静平衡方法为例。新制造得风以风机转子找静平衡方法为例。新制造得风机转子机转子,或者在检修时补焊过得转子或者在检修时补焊过得转子,必须在安必须在安装前先找静平衡。装前先找静平衡。1、找静平衡得工具、找静平衡得工具如果风机就是单吸式悬臂转子如果风机就是单吸式悬臂转子,在找静平衡在找静平衡前应按叶轮孔径车一根假轴前应按叶轮孔径车一根假轴,轴得长度应使其每轴得长度应使其每端露出叶轮端露出叶轮300mm左右。对双吸式风机转子左右。对双吸式风机转子,就不需要制假轴了就不需要制假轴了,可以利用本身得轴、转子找可以利用本身得轴、转子找静平衡就是在平衡架上进行得。她就是由两根静平衡就是在平衡架上进行得。她就
8、是由两根截面相同得平行导轨和可调整高度得支架组成截面相同得平行导轨和可调整高度得支架组成得得,如图如图6所示。所示。导轨常见得断面形状有圆形、圆缺形、菱导轨常见得断面形状有圆形、圆缺形、菱形、矩形和梯形等形、矩形和梯形等,如图如图7所示。所示。圆形圆缺形菱形矩形梯形bbbb图六图七支架导轨转子大家学习辛苦了,还是要坚持继续保持安静继续保持安静 圆形断面得导轨精度最高圆形断面得导轨精度最高,而且容易制作而且容易制作,但刚但刚度较低度较低,易变形易变形,所以只能用于重量较轻得转子。所以只能用于重量较轻得转子。矩形和梯形断面得导轨刚度较高矩形和梯形断面得导轨刚度较高,可用于重量比较可用于重量比较大得
9、转子。菱形断面得导轨则可用于重量中等得大得转子。菱形断面得导轨则可用于重量中等得转子。转子。导轨由高碳钢制成导轨由高碳钢制成,导轨表面得光洁度应不低于导轨表面得光洁度应不低于8。支架上得导轨应在同一水平面上。支架上得导轨应在同一水平面上,水平面允许水平面允许误差为误差为0、05mm/m,两导轨应保持平行两导轨应保持平行,允许误差允许误差为为2mm/m,导轨长度不应小于导轨长度不应小于7d(d为轴颈得直径或为轴颈得直径或假轴得直径假轴得直径)。导轨工作面得宽度导轨工作面得宽度b b可按下式计算可按下式计算 b b 0 0、36 G*E36 G*E2*d cm 2*d cm 式中式中 G1/2 G
10、1/2转子重量转子重量,N;,N;E E导轨材料得弹性模数导轨材料得弹性模数,对于淬火钢对于淬火钢E=0E=0、2*106Mpa;2*106Mpa;导轨和转轴材料得许用挤压应力导轨和转轴材料得许用挤压应力,淬淬火钢可采取火钢可采取700800 Mpa;700800 Mpa;d d转轴轴颈得直径转轴轴颈得直径,cm,cm。在实际应用中在实际应用中,导轨得平面宽度导轨得平面宽度,常按转子得常按转子得重量近似得确定重量近似得确定:当转子得重量小于当转子得重量小于4905N4905N时时,b=68mm;,b=68mm;当转子得重量小于当转子得重量小于7358N7358N时时,b=10mm;,b=10m
11、m;当转当转子得重量小于子得重量小于19620N19620N时时,b=30mm,b=30mm。2 2、转子找静平衡方法、转子找静平衡方法 1)1)找显著静平衡找显著静平衡 将转子轻轻得放在预先校正好得导轨得平衡架上将转子轻轻得放在预先校正好得导轨得平衡架上(之前要之前要检查两导轨在同一水平面且平行度在标准范围内检查两导轨在同一水平面且平行度在标准范围内),),并延导轨并延导轨全长滚动转子全长滚动转子,检查导轨就是否有弯曲现象。转子得轴心线应检查导轨就是否有弯曲现象。转子得轴心线应与导轨垂直与导轨垂直,如不垂直如不垂直,转子滚动时将跑偏。转子滚动时将跑偏。(1)(1)将转子在平衡架得导轨上往复滚
12、动数次将转子在平衡架得导轨上往复滚动数次,转子在滚动时转子在滚动时,不不平衡重量所在得位置自然就是垂直向下得。如果转子得停止平衡重量所在得位置自然就是垂直向下得。如果转子得停止位置始终不变位置始终不变,也就就是转子垂直向下这一半径位置几次试验也就就是转子垂直向下这一半径位置几次试验都一样。她就就是偏重得一侧都一样。她就就是偏重得一侧,可在转子上做上记号。可在转子上做上记号。(2)(2)在偏重得对侧在偏重得对侧(即停止时正好朝上方得半径上即停止时正好朝上方得半径上)试加重块试加重块,试加重块得重量根据反复试验确定。直到转子能够在任试加重块得重量根据反复试验确定。直到转子能够在任何位置停住。何位置
13、停住。(3)(3)称出试加重块得重量称出试加重块得重量,选取等重量得铁块焊在所确定得选取等重量得铁块焊在所确定得位置上。这就就是找显著静不平衡所要加得平衡重量。位置上。这就就是找显著静不平衡所要加得平衡重量。上述所加得重量和位置不一定准确上述所加得重量和位置不一定准确,只能说就是消除只能说就是消除了转子得显著静不平衡了转子得显著静不平衡,但转子还有一部分剩余静不平衡。但转子还有一部分剩余静不平衡。2)2)找剩余静平衡找剩余静平衡1)1)在叶轮上划一配重圆在叶轮上划一配重圆,将圆周分八等分将圆周分八等分,按顺序在按顺序在等份点上编号等份点上编号1 1、2828。(2)(2)先使先使1 1点和轴心
14、共处于一条水平线上点和轴心共处于一条水平线上,并在并在1 1点试加点试加重量重量,逐渐增加逐渐增加,直到转子失去平衡直到转子失去平衡,并在导轨上开始滚并在导轨上开始滚动为止。并把试转子开始转子开始失去平衡得重量计下动为止。并把试转子开始转子开始失去平衡得重量计下来。其她各点都照样作一遍。来。其她各点都照样作一遍。(3)(3)把八个点所加重量得记录把八个点所加重量得记录,用坐标表示出来用坐标表示出来,如下图如下图8 8所示所示;12345678图八(4)从曲线上找出最大配重从曲线上找出最大配重W最大最大和最小配重和最小配重W最小最小,从而计算从而计算出转子得剩余静不平衡重量出转子得剩余静不平衡重
15、量W余余W余余=(W最大最大-W最小最小)/2,(5)从曲线上找出配重圆上最大配重点得位置从曲线上找出配重圆上最大配重点得位置(她不一定就是她不一定就是八个等分点当中得一个点八个等分点当中得一个点),就在这个位置上加平衡重量就在这个位置上加平衡重量W余余,以消除剩余静不平衡。以消除剩余静不平衡。消除剩余静不平衡时消除剩余静不平衡时,可用电焊把平衡重块固定在转子可用电焊把平衡重块固定在转子上上,也可用减重法消除也可用减重法消除,即在配重圆上最小配重点处即在配重圆上最小配重点处,用磨用磨或钻得方法去掉转子上得金属或钻得方法去掉转子上得金属,使其等于使其等于W余余。转子得动平衡转子得动平衡 经过静平
16、衡校验得转子经过静平衡校验得转子,在高速旋转时往往仍在高速旋转时往往仍发生振动。因为所加上或减去得平衡重量发生振动。因为所加上或减去得平衡重量,不一定不一定能和转子原来得不平衡重量恰好在垂直于转轴得能和转子原来得不平衡重量恰好在垂直于转轴得同一平面上。因此风机转子经静平衡校验之后同一平面上。因此风机转子经静平衡校验之后,必必须再做动平衡校验。动平衡分为平衡机动平衡法须再做动平衡校验。动平衡分为平衡机动平衡法和在线动平衡法和在线动平衡法 。顾名思义顾名思义,此平衡法系以平衡机进行转动件此平衡法系以平衡机进行转动件得平衡校正得平衡校正,此方法与静平衡法都较为一般人所此方法与静平衡法都较为一般人所知
17、知,通常转动件在制造或维修完成后通常转动件在制造或维修完成后,都会先以平都会先以平衡机进行平衡校正衡机进行平衡校正,以确保出厂质量。由于实施以确保出厂质量。由于实施平衡机平衡校正时平衡机平衡校正时,都必须把整个转动件拆下来都必须把整个转动件拆下来,一起送出去校正一起送出去校正,因此较为耗费工时与校因此较为耗费工时与校正费用正费用并且通常无法使用实际工作转速进行校正。另外并且通常无法使用实际工作转速进行校正。另外搬运及安装过程易使平衡状况变差。搬运及安装过程易使平衡状况变差。平衡机动平衡法平衡机动平衡法转子得在线动平衡转子得在线动平衡 转子得在线动平衡就是在工作转速下进行得。转子得在线动平衡就是
18、在工作转速下进行得。如对锅炉风机转子找动平衡、密封风机转子找如对锅炉风机转子找动平衡、密封风机转子找动平衡等动平衡等,一般就在原设备上一般就在原设备上,以工作转速进行。以工作转速进行。转子动平衡状况可以通过振动表测量轴承上得转子动平衡状况可以通过振动表测量轴承上得振动间接地指示出来。现将找动平衡得基础知振动间接地指示出来。现将找动平衡得基础知识及在线找动平衡得几种方法介绍如下识及在线找动平衡得几种方法介绍如下:找动平衡得基础知识找动平衡得基础知识1、力得三要素:大小、方向、作用点;2、矢量加减法:平行四边形法 OA+OB=OCOCBA 3、余弦定理 c2=a2+b2-2abCOS Cba 4、
19、滞后角滞后角滞后角就是一种物理现象对每个已定型得滞后角就是一种物理现象对每个已定型得转子转子,如转速、轴承结构、转子结构均不改变如转速、轴承结构、转子结构均不改变,其滞后角就是一定值。滞后角表示在机械振动其滞后角就是一定值。滞后角表示在机械振动中中,由于惯性效应得存在由于惯性效应得存在,振幅始终滞后于引起振幅始终滞后于引起振动得扰动力一个角度振动得扰动力一个角度,该角度和振动系统得自该角度和振动系统得自振频率及系统阻尼有关振频率及系统阻尼有关,滞后角就是一个未知数滞后角就是一个未知数,在做动平衡时并不需要测出滞后角在做动平衡时并不需要测出滞后角,而就是根据而就是根据滞后角就是一定值得特性进行找
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