设备人都应知晓的设备动平衡常识

一、设备动平衡的重要性


造成转子不平衡的因素很多,例如:转子材质的不均匀性,联轴器的不平衡、键槽不对称,转子加工误差,转子在运动过程中产生的腐蚀、磨损及热变形等。这些因素造成的不平衡量一般都是随机的,无法进行计算,需要通过重力试验(静平衡)和旋转试验(动平衡)来测定和校正,使它降低到允许的范围内。

运行中的转子出现不平衡是必然的,特别是高速回转设备,转子不平衡是主要激振力,如风机、水泵电机、汽轮发电机组等,不平衡给设备其他部件,如轴承、电机、齿轮等带来损坏;因此转子动平衡是消除旋转设备振动的一项重要措施。


多年的实践经验和统计表明:高达70%的工频振动是由转子失衡引起的,有50%左右的机械振动是由不平衡力引起的。因此,解决转子失衡问题,是降低设备振动、减少设备故障的有效方法。。因此,有必要改变旋转机械运动部分的质量,减小不平衡力,即对转子进行平衡。


二、现场动平衡技术


现场动平衡是工矿企业应用极为广泛的实用技术。它通过振动频谱分析的方法,在现场迅速判断转子运行状态,分析出旋转设备是否存在动平衡不良故障。如果存在,则可以利用系统提供的试重法或影响系数法进行动平衡校正,系统将自动解算出加(减)配重的质量大小和角度。从而有效降低由动平衡不良引发的设备振动异常。


与应用动平衡机进行动平衡相比,动平衡仪具有以下优点:


现场动平衡仪可以在不改变设备原有安装条件的基础上,利用很短的时间解决设备转子或轴系动平衡不良的故障,从而大大节省拆卸、运输、安装、维修的费用,进而为企业带来明显的经济效益;


现场动平衡仪不仅能在额定工作转速范围内平衡,而且还可以在带负荷等多种工况下平衡;


现场动平衡仪检验平衡效果和精度直观准确。


现场动平衡仪的最突出优点,是可以在现场迅速判断设备的运行状态,免去了需要拆除转子放到动平衡机上去做平衡的麻烦。

目前,大多数现场动平衡仪可以实现一次现场动平衡校正就可以去除转子(轴系)90%以上的不平衡量。


三、现场动平衡仪与动平衡机的优劣性比较


应用动平衡机测试,系统所受干扰小,平衡精度高,效率高,特别适于对生产过程中的旋转机械零件作单体平衡。目前,动平衡机在动平衡领域中发挥着相当重要的作用,汽轮机、航空发动机普遍采用这种平衡方法。


但应用动平衡机进行动平衡存在以下问题:


(1)平衡时的转速和工作转速不一致,造成平衡精度下降,法有效的防止转子在高速下发生变形而造成的不平衡;


(2)平衡机(特别是高速立式平衡机)价格昂贵;


(3)在动平衡机上平衡好的转子,装机后其平衡精度难以保证。因为动平衡时的支承条件不同于转子在实际工作条件下的支承条件,且转子同平衡装置之间的配合也不同于转子与其自身转轴之间的配合条件,即使出厂前已在动平衡机上达到高精度平衡的转子,经过运输、再装配等过程,平衡精度在使用前难免有所下降,当处于工作转速下运转时,仍可能产生不允许的振动


(4)有些转子受到尺寸和重量上的限制,很难甚至无法在平衡机上平衡。例如大型发电机及透平一类的特大转子和大型高温汽轮机转子等,这类转子用平衡机显然是无法平衡的;


(5)转子要拆下来才能进行动平衡,停机时间长、平衡速度慢、经济损失大;


而现场动平衡仪则因采用了整机现场动平衡法,使上述问题都得到了较好的解决——


将组装完毕的旋转机械在现场安装状态下进行的平衡操作称为整体现场平衡。


现场动平衡仪把机器作为动平衡机座,通过传感器测的转子有关部位的振动信息,进行数据处理,以确定在转子各平衡校正面上的不平衡及其方位,并通过去重或加重来消除不平衡量,从而达到高精度平衡的目的。


由于整机现场动平衡是直接接在整机上进行,不需要动平衡机,只需要一套价格低廉的测试系统,因而较为经济。此外,由于转子在实际工况条件下进行平衡,不需要再装配等工序,整机在工作状态下就可获得较高的平衡精度。


当然,现场动平衡仪在使用上还是有一些缺点的,比如,有些转子由于支撑原因不能做现场动平衡;有些转子带有油渍、物料、粉尘等,使得高速旋转时污染很大等。但省时、高效确是现场动平衡仪将逐渐取代动平衡机的最主要原因。

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