[轻工标准]-QBT 3917-1999 造纸机械辊筒与烘缸动平衡.pdf

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1、分类号Y9 1 中 华 人 民 共 和 国 轻 口 巨 行 业 标 准 Q B / T 3 9 1 7 一1 9 9 9 造纸机械辊筒与烘缸动平衡 1 9 9 9 - 0 4 - 2 1 发布1 9 9 9 - 0 4 - 2 1 实施 国家轻工业局发布 QB 厅 3 9 1 7 -1 9 9 9 前言 本标准是原国家标准 G B 5 7 9 9 -1 9 8 6 造纸机械辊筒与烘缸动平衡 ，经由国轻行 1 9 9 9 ) 1 1 2号 文发布 转化标 准号 为Q B / T 3 9 1 7 -1 9 9 9 ，内 容同 前。 本标 准由 原中华人民 共和国轻 工业部提出。 本标准由全国塑料制

2、品标准化中心归口。 本标 准由 杭州轻工 机械设计研究 所、杭州汽轮 机厂、 上 海造纸机 械厂、 南平造纸厂等负 责起 草。 本标 准主要起草人: 周仁睦、叶 乾笙、石惟坚、张 仁权、黄肇青。 中华人民共和国轻工行业标准 QB/ I 3 9 1 7 一 1 9 9 9 造纸机械辊筒与烘缸动平衡 本 标准适用于 滚动轴承或 滑动轴承支撑， 车速大于 1 5 0 m / m i n ，且转速大于 1 0 0 r / m i n 的造纸机 械各种辊筒与烘缸，对于不符合前 述车速和转速条件之一者可根 据具体情况参照执行。标准中的 平衡 品质部分，可作为制造厂与用户之间验收的标准。 本标准主要参照下列

3、国际标准: I SO 1 9 2 5 -1 9 8 1 平衡词汇 I S 0 1 9 4 0 -1 9 7 3 旋转刚体的平衡品质 I S O 5 4 0 6 -1 9 8 0 挠性转子 的机械平衡 I S O 5 3 4 3 -1 9 8 3 挠性转子 平衡的评定准则 1 名词术语 1 . 1 刚性转子 本章中涉及的造纸机械各种辊筒与烘缸统称为转 了 。 凡可在两个 ( 任选)校正平面上进行校正，并巨在校正后，在任意转速直至最高工作转速，它的 不平衡量不会明显超过平衡公差 ( 相对于 轴线)，而且转子运行条件接近于最后支承系统的条件，这 样的转 子 可认为是刚性转 子。 1 . 2 挠性转子

4、 由于弹性挠曲不满足1 . 1 定义的转子。 1 . 3 低速平衡 ( 对于挠性转子) 被平衡转子能作为刚性转子的转速下进行的平衡过程。 1 . 4 高 速平衡 ( 对于挠性转子) 被平衡转子不能作为刚性转子的转速下进行的平衡过程。 1 . 5 刚性转子的不平衡f 转子内在的可引起轴承动载荷的一种矢量，这种矢量可视为不随转速而变化，称作刚性转 子 的不 平衡 量，用不平衡质量与所在 的半 径之乘积来表 示，单位为g . c m 。一个转子的不平 衡量， 总是不规则 的空间分布曲线，每根 转子各不相同， 具有较大的随机性。 在各校正面上测量到的是作用相当 的不中 阮 当量。刚性转子不平衡量的基本

5、类型有下列四种: 1静不平衡! U s 心主惯性轴仅平 行偏离于 旋转轴线的不平衡状态。它可由一 个矢a- 来表 示，并且 通过 转子 的重 见图1 ，表示符 号为U 。它所产 生的支承动载荷力为: ._ ，6口z 左支承F ,二 兰 U . . . . . (1 ) k a+01 9 右支承F ), 二 0旋转角速度， 1 / s; 9 重力加速度，9 8 0 . 6 c m / s 1 . a口z， 二 气 丁 ， - 几 二U二 二 ” “二 ” 二 . ” 二“户 Lz) 气曰 十 0夕s 石比， t口中 心式 国家轻工业局 1 9 9 9 - 0 4 - 2 1 批准1 9 9 9

6、- 0 4 - 2 1 实施 OU T 3 91 7- 1 9 99 这种不平衡量可用位于重心的校正面上的一个配重予以平衡。 图 1 静不平衡量 5 . 2 力偶不 平衡t 中b 主惯性轴与旋转轴线在重心G相交的不平 衡状态。它由 一个力偶矢量来表示，见图2 ，表示 符号为U ， 也可为U , - c ，单位为 g . c m 2 。它所产生的 支承动载荷力 为: _c 1 2 2 左支承r 乞 二， 二- 石 - 1_， U ， 一( 3) 右支承F R=一 凡 这种不平衡量不能用一个配重予以平衡。 (4) U. =U, - 力 偶不平衡量 .-一图 F-1| 1 . 5 . 3准 静不 平

7、 衡 AU q 中 心主 惯性轴与旋转轴线在重心G以 外的某一 点相交的不平衡 状态。它由同一 轴向平面上的一 个 静不平衡 量U 与 一个力偶 不平衡量U 所组成，因此它们可合并成一个 大小为U而与 转子重 心相g p h 的矢量，见图3 ，表 示符号为认 。h值用下式计算: 之 I U 力 = 一=弋二 ， -。 U,口叼 (5) 这种不平衡 量可用 一个配重 予以 平衡。 甲 L U c U , U s 图 3 准静不平衡量 O U T 39 17 - 1 99 9 1 . 5 . 4动 不平 衡 f玩 中 心主 惯性轴与旋转轴线既不平 行又不相交的不平 衡状态。 它由不同轴向平面上的静

8、不平 衡量U s 与力偶 不平衡量U m 所组成， 它们不 能合成一 个矢 量来表 示， 见图4 ，表示符号为玩 。 它 们所产生 的 支 承动载荷力凡 与 F R也不在同 一轴向平面 上，这是 最常见 的一种不 平衡量。 这种不平衡量不能用一个配重予以平衡。 图 4 动不平衡量 G-转子重心 1 . 5 第二 阶振型不平衡RU 只对 转子 一支承系统的第” 阶挠曲振型起作用的不平衡量。它属于挠性转子的不平衡量，表示符 号为认 ，单位为g . c m。表达式如下: 、= j ; u n ( z ) q )n ( z ) d zI 10 (6) 式中:1转子长度; z 长度坐标; U m ( 习

9、 第n 阶振型不平衡量分布函数， N( z ) 第。 阶 振型函 数。 1 . 7 第” 阶振型不平衡当 最U - 对第” 阶挠曲主 振型的作用相当于U .的一个最小不平衡量U - U .= U n e “ 9 9 . ( Z , ) 它有下列关系: . 卜 . . . . . ， ， ， 一 (7) 式中 :9 1. ( : 。 ) U n e 所在坐标: 。 上 的P . ( z ) 值。 如果U n e 为一个量组U n j ( 1 二1 ，2 ， ， 一，N)，则有下列关系: U n 二 N U n i “ 9 . ( z ) (8) 和:9 Pn ( z ) ) 一玩 1 撇* T

10、z i a .kJ T ( z ) 值 。 并 腰求 匀 呱 U n 。不仅对第n 阶挠曲主 振型有 作用，并且对其他 振型也有不同程度的作用， 处， 也就是 说，它不 具有正交性。 1 . 8 转子的 原始不平衡盆 转子在动平衡前存在 的不平 衡量， 又称零态 转子不平衡量。 1 . 9 不平衡度e 是最小的。 这是与U .区别之 转子 各平面上 不平衡量之总和U o 除以转子 质量M的结果，通常表示为e，单位为g mo即: U n e=M (9) O UT 3 9 1 7 -1 9 9 9 如果在玩纯为认 的特殊情况下， e 的物理意义即为 转子重 心偏离其 旋转轴线的距离， 故e 又 称

11、为不 平衡偏心。 怕 不平衡烈度S 不平衡烈度表示符号为S ，单位为mm/ s o表达式如下: e- 0 1 0 0 0 (1 0) . ” 转子或轴承的 速频振 动简称速频振动 转 子旋转时，转子或轴承振动中以转速为振动频率的振动分量。 . 1 2 转子或轴 承的倍频振动简称倍频振动 转 子 旋转时， 转 r 或 轴承振动中以 二倍或多倍转速为 振动频率的振动分量。 辊筒与烘缸的平衡品质 2 . 1 本标准规定不平 衡烈度作为平衡品质的衡量尺度。 对于各种可以 视作刚性转子的辊筒与 烘缸最 后装 配完 毕的平 衡品质，总的规定为G 1 . 6 - G 6 . 3 级 ( 详见附录A )。 辊

12、 筒或 烘缸 的允许总剩余不平衡量U P E R ，单位为9 “ c m。 可 按下 式计算: S, U .-= 钾 丁二 - . M . . . . . . . . . . 。 ， 。 。 。 。 . 。 。 二 。 一 。 (11 ) “ 、I d- 一 一 为使 用方便起见，可表示为: U P R R二 K M . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 1 2) 式中:M-一一辊筒或烘缸重量，k g 。结构转速，r / mi

13、 n; K常数，可从表 1中查取。 表 1 允许总剩余不平衡量计算常数 品级G1. 6GZ . 5G 4 G6 . 3 S mm / s1 . 62 . 546 . 3 K1 5 2 82 3 8 73 8 2 0 6 0 1 6 2 . 2 对于 应 作为 挠 性 转子 的 辊 筒 ， 则 附加 要 求 其 剩 余 的 第一 阶 振型 不 平 衡当 量叽， 应 小 于 0 . 6 环E R - 2 . 3 对于 各种辊筒的刚度判别，本标 准推荐使用附录B 所介绍的方法，各制造厂也可根据自 己的方 法来判别。 3校正面的选取及允许剩余不平衡f的分配 烘缸及绝大部分辊筒都属于刚性转 子，且是基本

14、对称的，因此校正面可取两个端面，两个校正面 上 的允许剩余不平衡量U P 与U P为: U P = U P , = 合 U P E R (1 3) 对于刚度较差，仅在两个 端面进行校正，即使 提高平衡品级也不能达 到要求的辊筒，可按附录E 选用两个或三个校正面。如果采用 三个校正面 ，则中间校正面只配置校正 量，而不分配允许剩余不平 衡量，所以两端校正面的允许剩余不平衡量仍可按式 ( 1 3 )计算。 O B/ T 39 17-1 99 9 4 动平衡工艺的提示 4 . 1 由于烘缸与绝大部分辊筒都属于刚性转子， 因此动平衡工艺是比较简单的。这里提出二点，务 请注意: a . 烘缸或辊筒在动平

15、衡时，务必装配完整。动平衡中一般是不带传动齿轮的，因此对齿轮的不 平衡量也应给予适当的处理。 b . 对 停放时间较长的烘缸和辊筒，需在平衡 转速上维持一 定时间后再进行测量校正。 4 . 2 用三个校正面的辊筒，在低速平衡时，三个校正量可按附录E所介绍的方法分配。 4 . 3 对于挠 性的 辊筒， 应进行全速动平衡， 即在结构 转速上进行平衡。工 序推荐如下: a .辊筒先用三个校正面进行低速平衡，品质应达 到规定品级以 上; b . 将辊筒升速到结构转速，测量剩余第一阶 振型不平衡当 量 U R ( 详见附录C)，如果满足第 4 . 2 条要求， 则转子可认为平衡合格;如果尚未满足，则应按

16、矢量平衡原理给予校正 ( 详见附录D)。 5 动 平衡 对设计及制造的要求 51辊筒与 烘缸在设计上应尽量保证其几何结构上 的轴对 称。 5 . 2 对于 需装 拆的零件 ( 如缸盖上的人孔盖)，应有定位装 置。 53 设 计时应考虑动平衡时的驱动和支撑的要求。 5 . 4校正面上 应有足够的校正量固定空间，校正量的固定必须牢固可靠。 5 . 5 对于 原始不平衡量较大的零件 ( 如缸盖)，宜先单独进行 静平衡校正。 5 . 6 当 采用中 间校正面 时，不应降低辊筒的使用寿命。 6 平衡品质的鉴定方法与允许误差 6 . 1烘缸或 辊筒经动平衡后所达到的实际 品质，可用试验鉴定， 即 用试验方

17、法测定两端校正面上所 存在的实际剩余不平衡量，以看它是否小于允许值。 试验方法可用八点法对两端校正面分别进行，由一 f 烘缸与辊筒的两个校正面总是距轴承较近，而 相互距离较远，因此校正面间的相互影响是可以忽略的。 试验时首先取一试重T，它所造成的不平衡量约为校正面上 剩余不平衡量的5 - - 1 0 倍。然后按图 5 左所 示序号， 逐次加在校正 面的不同角度，把所测得的振动数值绘成图5 右的正 弦曲线，则此曲线 之半幅值即为校正面 仁 实际存在的剩余不平衡量。 o f m m%. 响应不平衡的振动指示 剩 余 不 平 衡 胶 ， _。 J . 工一_ 4030助川 剩 余 不 平 衡 最 /

18、 6 040 例余不平衡最 所 在 的 相 应 角 试 S T 1 0 9 f .川 圣 一 上 一 6 9 0 1 8 0 鱼 21 2 7 0 3 6 0 试重T 5 0 9 1 图 5 乘 日 余不平衡量试验测量方法 O UT 3 9 1 7 -1 9 9 9 6 . 2 各品质级别允许误差值见表2规定。 表 2 平衡品级 允许误差 G2 . 5 -G6. 3 G1 士1 5% 土 3 0% O U T 3 917 - 1 9 99 附录A 有代表性的辊筒 与烘 缸的 平衡 品级值 ( 补充件) 平衡品级 G t 有特殊需要的辊筒 G 2 . 5 各种卷纸辊、复卷机底辊、各种引纸辊、案辊

19、、胸辊、驱网辊、上、下伏辊 Ga 各种导辊、压榨铁辊、烘缸、毯缸、冷缸、施胶和涂料辊 G63 压榨石辊、支撑辊、包装机辊 O B/ T 39 1 7- 1 99 9 附录B 辊筒的刚度判别准则 ( 参考 件) 假定辊筒结构如图B 1 所T，如果满足以下公式，则该辊筒可归 属为 挠性转子 ，动平衡应按挠性 转 子处理。 图 B1 橡胶辊结构图 D_ 了 ，。二 厂I d 一 一 军 叹 八七 八 , 乃 飞 / /_ “ 了2 5 0 0 0 0 式中:L辊 筒轴承中 心距; D辊 筒金 属结构外径; 屹辊 筒的结 构车速，m / m i n ; K 结 构修正系 数， 按毋 D值从图B 2 中

20、 查取，其中 d 为辊筒内径; KZ 材料修正系 数，从F 表中查取; 材料种类 VI节 司铝 铸铁 K2 11 . 2 0 1 . 0 21 . 0 6 K,橡胶层修11 : 系数，按御D侦从图B 3 中查取，其 1 1 6 为橡 胶覆盖层厚度。 K , 2 . 0 畏 0 咖095090 0 忍0 . 4 0 万0 . 3 1 . 0 d 1 D 1 5 0 卫0 沦 5 0 . 3 0 .46 1 D 图 B2 结构修J 一 系数图 B3 橡胶层修i E 系数 O B /T 3 9 1 7 -1 9 9 9 附录C 第一阶振型不平衡当t的测定 ( 补充件) 测量程序如下: C . 7转子

21、 置F i 比衡 C 生 支 承 状 态 应 接 近 于 工 作 条 件 ， 然 后 升 速 到平 衡 转 速( 结构 转 速) ， 测 量 两端轴承的振动OA, 与 OAZ o C . 2在 转子 的中 部 任 意 角 度 加 上一 个 试 量 T o_ C . 3把 转f 再 升 速 到乎 衡 转 速， 9 孽端 翘到辰 动 O B ， 与 O B Z . C. 4 绘 制矢 量图，见下图，测出A, B 与AZ B: 之数值， 此即为 试量7 之响应。 O A, 与 OA , 加T 前二个轴承的振动; OB 与O Bz 加T 后_ _ 个轴承的振动 C. 5 乘 9 余第一阶振型不平衡当量

22、按下式计算: UR 2 , 4 A， B: OA:一 闪 ，州卜 AZ BZ O UT 3 9 1 7 -1 9 9 9 附录D 矢 t 平 衡 法 ( 补充件) 假定辊筒在平 衡转速 ( 结构 转速)上 轴承 之振动矢量为A ， 在 辊筒中部的某参考角度上加试量T， 再测量平衡 转速时的轴承振动， 假定为B，见下图。辊筒中部的校正量为: W= =生 一. T B 一A 校正量的方位从T的方位旋转B 角，如图中所示。 B 一A O B i r 3 9 17-1 9 9 9 附录E 三平面低速平衡法中校正t的分配 ( 补充件) 本办法使用的过程如下: E. 1测量辊筒左右两个校正面上 的不平衡量

23、认 与U R。 E. 2 计算中 间校正量W; W=一 a ( U L+ U R) 式中 :a 按图E 1 查取，其z 值为左端校正面所在位置的坐标; L为辊筒轴承中 心距， 一 ( 认 + 叽 ) 图E2 中平行四边形的对角线长度，其方向即为 峨的方向。 E . 3按 图 E 2 所 示 方 法 确 定 左 右 两 端 校正 量 川与 W的大 小 与 方向 。 . 从图E1 中 可见，当 4 -0 . 2 2 2 时，a 二0 ，说明在这种情况下，不需要中间校正面 ，这 一点是值得 利用的。 口 0. 8 一 0 2 图 E1 a - 4 曲线 一 / 7 / -Uc 图 E2 校正量求解