轉子找平衡

1、轉子找平衡,目錄,振動標準及規(guī)范,在國內(nèi)外得到公認的廣泛使用的旋轉機器振動判斷標準 國際標準化組織 ISO7919， ISO10816 中 國 GB/T 11348 GB/T 6075 美 國 API610；API611； API617； API670

2、 德 國 VDI2056；VDI2059 英 國 BS4675 加拿大 CDA/MS/NVSH 107,轉子找靜平衡,轉子找靜平衡,靜平衡類型,轉子找靜平衡,靜平衡的準備工作,靜平衡工作臺及軌道截面形狀1—軌道；2—臺架,轉子找靜平衡,靜平衡的準備工作

3、,轉子找靜平衡,兩次加重法找顯著靜不平衡,平衡重計算： （g）,轉子找靜平衡,秒表法找不顯著靜不平衡,平衡重計算： （g）,轉子找靜平衡,靜平衡的標準,振動標準及規(guī)范,振動標準及規(guī)范,機器狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷的國際標準,ISO 13372:2004 Terminology for the fields of conditio

4、n monitoring and diagnostics of machines 機器狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷領域的術語ISO 13373-1:2002Condition monitoring and diagnostics of machines Vibration condition monitoring Part 1: General procedures機器的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷 機器的振動監(jiān)測 第1部

5、分:一般準則ISO 13373-2:2004Condition monitoring and diagnostics of machines Vibration condition monitoring Part 2: Processing, analysis and presentation of vibration dataISO 13374-1:2003Condition monitoring and diag

6、nostics of machines Data processing, communication and presentation Part 1: General guidelines,振動標準及規(guī)范,機器狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷的國際標準,ISO 13374-2:2007Condition monitoring and diagnostics of machines Data processing, communic

7、ation and presentation Part 2: Data processing ISO 13379 :2003Condition monitoring and diagnostics of machines General guidelines on data interpretation and diagnostics techniques數(shù)據(jù)解釋和診斷技術的一般準則ISO 13381:2004C

8、ondition monitoring and diagnostics of machines Prognostics Part 1: General guidelines,振動標準及規(guī)范,機器狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷的其他標準,美國石油學會標準：API670Vibration, axial-position, and bearing-temperature monitoring振動，軸向位置和軸承溫度監(jiān)測系統(tǒng)(ISO 108

9、17-1:1998)API678Accelerometer-Based Vibration Monitoring System基于振動加速度計的振動監(jiān)測系統(tǒng)美國機械工程師協(xié)會標準：ASME OM-14Guidelines for vibration monitoring of rotating equipment 旋轉設備振動監(jiān)測指南美國國家標準學會標準：ANSI S2.17-1980(ASA 24-1980)

10、American National StandardTechniques of machinery Vibration Measurement機器振動測量技術,振動標準及規(guī)范,ISO7919-1~5 非往復式機器的機械振動 在旋轉軸上的測量和評價第1部分：總則 ISO 7919-1:1996 (GB/T11348.1-1999)第2部分：陸地安裝的大型汽輪發(fā)電機組ISO 7919-2:2009 (GB/T11348.2-2

11、007)第3部分：耦合的工業(yè)機器 ISO 7919-3:2009 (GB/T11348.3-1999)第4部分：燃氣輪機ISO 7919-4:2009 (GB/T11348.4-1999)第5部分：水力發(fā)電廠和泵站機組 ISO 7919-5:2005 (GB/T11348.5-2008)ISO10816-1~6 機械振動 在非旋轉部件上測量和評價機器振動第1部分：總則ISO 10816-1:1995/Amd 1:200

12、9 (GB/T 6075.1-1999)第2部分：陸地安裝的功率超過50MW的大型汽輪發(fā)電機組ISO 10816-2:2009第3部分：額定功率大于15Kw額定轉速在120?15000rpm在現(xiàn)場測量的 工業(yè)機器ISO 10816-3:2009第4部分：不包括航空器類的燃氣輪機組ISO 10816-4:2009第5部分：水力發(fā)電廠和泵站機組ISO 10816-5:2000第6部分：額定功率超過10

13、0KW的往復式機器ISO 10816-6:1995第7部分：包括在旋轉軸上測量的工業(yè)用旋轉動力泵ISO 10816-7:2009,振動標準及規(guī)范,ISO10816-1:1995：I 類 發(fā)動機和機器的單獨部件15KW 以下的小型設備II 類 無專用基礎的中型機器(15-75KW)專用剛性基礎上300KW以下中型機器III 類 剛性基礎上的大型機器IV 類 柔性基礎上的大型機器,區(qū)域說明：A 新使用機器的振動區(qū)域

14、B 通常可接受的常期工作的機器振動區(qū)域C 通常不能令人滿意的長期工作的機器振動區(qū)域D 振動值落在這個區(qū)域的，其振動足以能損壞機器。,振動標準及規(guī)范,該標準的適用范圍是操作轉速為 10~200Hz(600~12000RPM)的機器。典型的這類設備包括：小型直聯(lián)式電機和泵,通用電機、中型電機、發(fā)電機、蒸汽 透平、透平壓縮機、離心泵和風機。部分機器使用剛性或柔性聯(lián)軸器聯(lián)結，或者通過齒輪 箱聯(lián)結。旋轉軸可以是水平、垂直或者傾斜任意角

15、度放置。 機器分類如下: Ⅰ類機器—在正常運行條件下,與整機連成一體的發(fā)動機或機器的單獨部件(15kW 及以下功率的電動機是這類機器的典型例子) 。Ⅱ類機器—無專用基礎的中型機器(典型機器如 15~75kW 的電動機),剛性安裝的 發(fā)動機以及安裝在專用基礎上的機器(功率可達 100kW)。Ⅲ類機器—振動測量方向上相對剛度較大的重型基礎上安裝的大型原動機和其它大 型旋轉機械。 Ⅳ類機器—振動測量方向上相對剛度較小的基礎上安裝的大

16、型原動機和其它大型旋 轉機械(如透平發(fā)電機組,特別是輕型結構基礎上的透平機組)。注意: 該ISO標準,對主要工作部件是往復運動的原動機和被驅動機不適用.,振動標準及規(guī)范,振動標準及規(guī)范,美國石油學會API標準中有關振動的要求,MCS:最大連續(xù)轉速 rpm1密爾=25.4?mVp:振動速度峰值 Sppm:振動位移峰峰值的最大值,振動標準及規(guī)范,美國石油學會API軸振動標準值 (振動位移 峰峰值),振動標準及規(guī)范,振動報警門限經(jīng)驗

17、準則,速度峰值 SP mm/s600~60000 rpm,振動標準及規(guī)范,風機振動標準,風機不同轉速下的參考允許振幅值：,振動標準及規(guī)范,風機振動標準,原水電部標準,振動標準及規(guī)范,風機振動標準,電力行業(yè)標準,DL/T468—2004《電站鍋爐風機選型和使用導則》,振動標準及規(guī)范,風機振動標準,國家標準,GB/T 6075.3-2011機械振動 在非旋轉部件上測量評價機器的振動 第3部分：額定功率大于15kW額定轉速在120 r/mi

18、n至15000r/min之間的在現(xiàn)場測量的工業(yè)機器,,轉子動平衡,轉子動平衡,轉子不平衡狀態(tài),轉子動平衡,轉子動平衡理論基礎,1）在一定角速度（或轉速n）時，轉子振動產(chǎn)生的振幅A0正比于轉子的不平衡重G；2）振幅相位滯后不平衡力一個角度，稱為滯后角φ，轉速、軸承結構、轉子結構一定情況下，其滯后角是一個定值。3）當轉子上有兩個以上的不平衡力時，其合成振幅也是按各力產(chǎn)生的分振幅矢量相加；4）平衡重Q產(chǎn)生的平衡振幅AQ與原始不平衡重G產(chǎn)

19、生的原始振幅A0大小相等，方向相反，組成的合振幅等于零，從而消除轉子振動。,轉子動平衡,三次加重法,1）檢查轉子，確認無誤后，啟動轉子，測量并記錄原始振幅A0。2）選取試加重P。3）將平衡面在試加重圓周三等分，并標記“1”、“2”、“3”。4）將試加重P依次加在三等分點上，測量并記錄共振振幅A1、A2、A3。5）用作圖法求出應加平衡重的位置及其大小。,1. 步驟,轉子動平衡,三次加重法,2. 作圖,轉子動平衡,三次加重法,例1,

20、某轉機原始振動A0=53μm，選取試加重P=60.3g，0°時測得振動A1=69μm，120°時測得振動A2=54μm，240°時測得振動A3=42μm。求平衡重大小及位置。,轉子動平衡,三次加重法,例1,加在202°位置。,轉子動平衡,三次加重法,例2,9-26N0100 型風機，流量8.317m3/h，全壓5065Pa，電機直連驅動，變頻調(diào)速，轉速1460r/min，基礎橡膠塊柔性支撐，電機

21、型號YBP-280S-4W，功率75kW。,轉子動平衡,三次加重法,例2,葉輪圓周3等分A、B、C，初始加重62g，測試風機非驅動端軸承垂直方向的振動。,轉子動平衡,三次加重法,例2,加在B點向A點偏轉44°位置。,轉子動平衡,三次加重法,例3,某電廠600 MW鍋爐采用豪頓華公司生產(chǎn)的轉速為1480 r／min的2臺動葉可調(diào)ANT1938／1250N型一次風機，葉輪直徑1938 mm，兩級葉片同步調(diào)節(jié)，每級22個葉片。當風機

22、運行過程中，葉片可通過液壓調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)角度，調(diào)整范圍0°-60°。(1)主要技術規(guī)范：風量95.93 m3／s；風機總壓升11849.5Pa；進口介質(zhì)溫度20℃；進口介質(zhì)密度1.0781kg／m3。(2)額定(600 MW)工況：風量137.51m3／s；風機總壓升15404.3Pa；進口介質(zhì)溫度27℃；進口介質(zhì)密度1.053 kg／m3。,轉子動平衡,三次加重法,例3,試加重52g，葉輪圓周等分A、B、C三

23、點，試重分別加在三點，啟動風機。,轉子動平衡,三次加重法,例3,,,,轉子動平衡,三次加重法,例3,加在C點向A點偏轉24°位置。,轉子動平衡,三次加重法,例3,轉子動平衡,影響系數(shù)法,步驟：1）在裸露的軸頸上貼鑒相片（反光片）。2）啟動轉子后，測量并記錄不平衡重產(chǎn)生的原始振動。3）選取試加重T。4）在轉子上加試加重，啟動轉子，測量并記錄合成振動5）求解影響系數(shù)。6）求解應加平衡重。注：加重的角度是以鍵相槽為零

24、位，逆轉子轉動方向的角度。,轉子動平衡,影響系數(shù)法,——原始振動,——試加重后產(chǎn)生的振動,影響系數(shù),——試加重,轉子動平衡,影響系數(shù)法,——平衡重,平衡方程,轉子動平衡,影響系數(shù)法,例1,電廠350 MW 汽輪機組配置有兩臺ASN -1950/1000 型動葉可調(diào)軸流式送風機, 由額定轉速為1 500 r/ min 的電機驅動, 電機和風機通過金屬片柔性聯(lián)軸器連接。,轉子動平衡,影響系數(shù)法,原始振動,初次加重質(zhì)量為146 g, 加重方位

25、為逆轉向225°(相對于反光紙)。加重后再次啟動測試, 其振動信息見下表。,轉子動平衡,影響系數(shù)法,影響系數(shù),應加平衡重量,轉子動平衡,影響系數(shù)法,轉子動平衡,影響系數(shù)法,例2,脫硫風機為臥式懸臂結構，由一臺異步電動機驅動，工作轉速60 r/min，其軸系結構如圖所示。,轉子動平衡,影響系數(shù)法,現(xiàn)場在風機葉輪上預留的平衡槽進行加重，第一次試加重1000g ∠0°，啟動風機后進行數(shù)據(jù)測試，結果見表2。,轉子動平衡,影響

26、系數(shù)法,按影響系數(shù)1計算,按影響系數(shù)2計算,選擇哪個？,轉子動平衡,影響系數(shù)法,按影響系數(shù)1計算,轉子動平衡,影響系數(shù)法,按影響系數(shù)2計算,轉子動平衡,影響系數(shù)法,按影響系數(shù)1計算,加重后，理論上#1軸承振動0，#2號軸承殘余振動如下,按影響系數(shù)2計算,加重后，理論上#2軸承振動0，#1號軸承殘余振動如下,轉子動平衡,平衡加重,1）動平衡的試加重參考值一,式中 m—轉子質(zhì)量，kg。 A0—原始振幅，mm。

27、 r—固定試加重的半徑，mm。 n—轉子轉速，r/min。,（g）,轉子動平衡,平衡加重,2）動平衡的試加重參考值二（某平衡儀說明書）,式中 M—轉子質(zhì)量，kg。 r—固定試加重的半徑，mm。 n—轉子轉速，r/min。 G—轉子精度等級，mm/s，對于一般的風機和水泵，G取6.3；對于汽輪發(fā)電機，G取2.5。,（g）,轉子動平衡,平衡加重,3）動平衡的試加重參考

28、值三,式中 A0—原始振幅，μm。 G—轉子質(zhì)量，kg。 g—重力加速度，9.8m2/s。 r—固定試加重的半徑，m。 ω—轉子轉速，rad/s。 s—靈敏系數(shù)。,轉子動平衡,平衡加重,3）動平衡的試加重參考值三,剛性轉子試加重量影響系數(shù)s,轉子動平衡,平衡加重,4）動平衡的試加重參考值四,轉子動平衡,平衡加重,平衡加重的分散系數(shù):,式中 θ—平衡加重

29、弧段的圓心角，弧度。,,當量平衡加重：,轉子動平衡,平衡加重,離心式排粉風機，設計為懸臂式支撐聯(lián)軸器，其型號規(guī)格為YM6—20N021.5D，共20個葉片，轉速為1480rpm，葉輪直徑2190 mm，葉輪重量約為1200 kg。在運行巡檢中，發(fā)現(xiàn)排粉風機軸承箱風輪側振動大，測得最大振動值為0.123mm，焊接平衡塊半徑取1000 mm。求試加重。,例1,轉子動平衡,平衡加重,電廠4×30MM機組使用的一次風機型號為G4-7

30、3-11NO15D，轉速為1480 r/min，轉子質(zhì)量780kg，原始振動0.089mm，加重半徑750mm。求試加重。,例2,轉子動平衡,平衡加重,風機動平衡，配重圓等分A、B、C三點，第三次試重62g加在C點。計算最終平衡重97.7g，應加在B點偏A點方向44°。若不移除C點試重，如何加重以實現(xiàn)動平衡。,例3,轉子動平衡,平衡加重,轉子動平衡,平衡加重,例4,如圖，平衡槽中配重塊總質(zhì)量2000g，形成一90度圓弧，求其

31、等效質(zhì)量。,轉子動平衡,平衡加重,轉子動平衡,現(xiàn)場動平衡策略,1.現(xiàn)場動平衡的前提條件 動平衡手段適合處理穩(wěn)定的質(zhì)量不平衡問題。其最顯著的特征是“穩(wěn)定”，即在一定的轉速下振動特征穩(wěn)定，振幅和相位基本不受機組運行參數(shù)的影響。 在同一轉速、工況變化不大時，振幅波動約20%、相位在10 °～20°范圍內(nèi)的基頻振動可當作穩(wěn)定的。,轉子動平衡,現(xiàn)場動平衡策略,2.影響動平衡效果的因素1）測量系統(tǒng)故障

32、 軸振測量中的機械或電氣偏差、傳感器固定支架共振、探頭或連接電纜損壞松動。,轉子動平衡,現(xiàn)場動平衡策略,2.影響動平衡效果的因素2）部件的松動 葉輪輪轂、軸承、軸承座地腳螺栓松動。,轉子動平衡,現(xiàn)場動平衡策略,2.影響動平衡效果的因素3）過大的振動 過大的振動或動靜摩擦使振幅進入非線性區(qū)域，即振幅值與不平衡力的大小不成線性關系。,轉子動平衡,現(xiàn)場動平衡策略,2.影響動平衡效果的因素4）軸承或結構的

33、共振 轉子的工作轉速與軸系臨界轉速或軸承座等結構固有頻率接近時產(chǎn)生共振，振動的幅值對不平衡量的大小非常敏感，此時加重響應的線性度差。,轉子動平衡,現(xiàn)場動平衡策略,2.影響動平衡效果的因素5）軸系的不對中 軸系不對中時，轉子動平衡的影響系數(shù)和機械滯后角比正常時的數(shù)據(jù)偏差大。,轉子動平衡,現(xiàn)場動平衡策略,2.影響動平衡效果的因素6）轉子熱變形 轉子由于材質(zhì)不均勻、受熱不均勻、冷卻不均勻導致熱變形，造成

34、空載、帶負荷、啟停過程中振動產(chǎn)生不同的效果。,轉子動平衡,現(xiàn)場動平衡策略,2.影響動平衡效果的因素7）轉子裂紋 轉子裂紋具有一定深度后，轉軸會發(fā)生彎曲，使低速轉動量原始晃動發(fā)生變化，升降速、帶負荷時基頻振動增加。影響系數(shù)異常，平衡效果變差。,轉子動平衡,現(xiàn)場動平衡策略,2.影響動平衡效果的因素8）轉子偏心 質(zhì)量不平衡時同一軸承垂直和水平振動相位一般相差90°，轉子偏心時軸承的垂直或水平振動是相位差0

35、 °或180 °。其結果是動平衡降低一個方向的振動，增加其它方向的振動。,轉子動平衡,現(xiàn)場動平衡策略,2.影響動平衡效果的因素9）隨機變化的不平衡 轉子不平衡量發(fā)生無規(guī)律的隨機變化，無法進行有效動平衡。,轉子動平衡,現(xiàn)場動平衡策略,2.影響動平衡效果的因素10）振源及振型的誤判,轉子動平衡,雙面動平衡,影響系數(shù),轉子動平衡,雙面動平衡,平衡方程,轉子動平衡,雙面動平衡,例,動葉可調(diào)雙級軸流風機，PAF

36、19-14-2型動葉可調(diào)雙級軸流式風機，轉速1470r／min，額定功率2 240kW,轉子動平衡,取試加重量均為0.5kg，加在第一級葉輪(靠近非驅動端軸承)的加重平面上，角度為130°，啟動風機測量電機和風機的振動情況見表。,原始振動,,,,,,,,,轉子動平衡,保留第一級葉輪上的加重量，將0.5kg加在第二級葉輪(靠近驅動端)的加重平面上，角度110°，啟動風機測量電機及風機的振動情況見表。,上次振動,,,,,