现场动平衡技术.pdf

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1、现现现现现现现现 场场场场场场场场 动动动动动动动动 平平平平平平平平 衡衡衡衡衡衡衡衡 技术技术技术技术技术技术技术技术 一一一一、现场动平衡的意义现场动平衡的意义现场动平衡的意义现场动平衡的意义一一一一、现场动平衡的意义现场动平衡的意义现场动平衡的意义现场动平衡的意义 1 1、说明：、说明： 运行中的转子出现不平衡是必然运行中的转子出现不平衡是必然运行中的转子出现不平衡是必然运行中的转子出现不平衡是必然；运行中的转子出现不平衡是必然运行中的转子出现不平衡是必然运行中的转子出现不平衡是必然运行中的转子出现不平衡是必然； 特别是高速回转的机械振动，转子不平特别是高速回转的机械振动，转子不平 衡

2、是主要激振力；如风机、水泵电机、汽衡是主要激振力；如风机、水泵电机、汽 轮发电机组等，其振动主要原因是转子不轮发电机组等，其振动主要原因是转子不 平衡，因此解决转子不平衡是消除现场运平衡，因此解决转子不平衡是消除现场运 行振动的一项重要措施。行振动的一项重要措施。 平衡的方法选择平衡的方法选择平衡的方法选择平衡的方法选择平衡的方法选择平衡的方法选择平衡的方法选择平衡的方法选择 ? ? 机上动平衡机上动平衡 ? ? 现场动平衡现场动平衡 2 2、为什么使用现场动平衡技术为什么使用现场动平衡技术为什么使用现场动平衡技术为什么使用现场动平衡技术？、为什么使用现场动平衡技术为什么使用现场动平衡技术为什

3、么使用现场动平衡技术为什么使用现场动平衡技术？ 过去人们习惯于转子离机平衡，即在专过去人们习惯于转子离机平衡，即在专 门的动平衡机上进行平衡。这样做需要揭门的动平衡机上进行平衡。这样做需要揭 盖、拆卸、运输转子等工序。检修时间盖、拆卸、运输转子等工序。检修时间 长，工序复杂，费用高，对大型转子尤其长，工序复杂，费用高，对大型转子尤其 困难。困难。 因此，人们普遍推崇因此，人们普遍推崇现场动平衡技术现场动平衡技术。 3 3、现场动平衡带来的效益现场动平衡带来的效益现场动平衡带来的效益现场动平衡带来的效益、现场动平衡带来的效益现场动平衡带来的效益现场动平衡带来的效益现场动平衡带来的效益 ?缩短检修

4、时间，降低修理费用，减少停机缩短检修时间，降低修理费用，减少停机 损失；损失； ?检验平衡效果和精度直观准确，且平衡成检验平衡效果和精度直观准确，且平衡成 本低；本低； ?现场动平衡不仅能在额定工作转速范围内现场动平衡不仅能在额定工作转速范围内 平衡，而且还可以再带负荷等多种工况下平衡，而且还可以再带负荷等多种工况下 平衡；平衡； 二二二二、平衡的原理平衡的原理平衡的原理平衡的原理二二二二、平衡的原理平衡的原理平衡的原理平衡的原理 1 1、产生不平衡的原因产生不平衡的原因产生不平衡的原因产生不平衡的原因、产生不平衡的原因产生不平衡的原因产生不平衡的原因产生不平衡的原因 转子不平衡是由于转子部件

5、质量转子不平衡是由于转子部件质量 偏心或转子部件出现缺损造成的故偏心或转子部件出现缺损造成的故 障。障。 据统计，旋转机械约有据统计，旋转机械约有70%70%的故障与转的故障与转 子不平衡有关。子不平衡有关。 不平衡是各种旋转机械中最普遍存在不平衡是各种旋转机械中最普遍存在 的故障。引起转子不平衡的原因是多方面的故障。引起转子不平衡的原因是多方面 的，如转子的结构设计不合理的，如转子的结构设计不合理 、机械加工、机械加工 质量偏差、装配误差、材质不均匀、动平质量偏差、装配误差、材质不均匀、动平 衡精度差；运行中联轴器相对位置的改衡精度差；运行中联轴器相对位置的改 变；转子部件缺损，如：运行中由

6、于腐蚀、变；转子部件缺损，如：运行中由于腐蚀、 磨损、介质不均匀结垢；转子受疲劳应力磨损、介质不均匀结垢；转子受疲劳应力 作用造成转子的零部件（如：叶轮、叶片作用造成转子的零部件（如：叶轮、叶片 等）局部损坏、脱落，产生碎块飞出等。等）局部损坏、脱落，产生碎块飞出等。 2 2、转子平衡的原理转子平衡的原理转子平衡的原理转子平衡的原理、转子平衡的原理转子平衡的原理转子平衡的原理转子平衡的原理 重新调整转子的质量分布，以使得重新调整转子的质量分布，以使得 转子的轴线与其中心主惯性轴线相重转子的轴线与其中心主惯性轴线相重 合。合。 在转子旋转时，利用仪器测试其转在转子旋转时，利用仪器测试其转 动时的

7、不平衡量存在的位置以及大小动时的不平衡量存在的位置以及大小 然后根据所得数据再相对位置增加或然后根据所得数据再相对位置增加或 减少重量来实现平衡。减少重量来实现平衡。 3 3、不平衡的类型不平衡的类型不平衡的类型不平衡的类型、不平衡的类型不平衡的类型不平衡的类型不平衡的类型 造成转子不平衡的具体原因很多，按发造成转子不平衡的具体原因很多，按发 生不平衡的过程可分为原始不平衡、渐发生不平衡的过程可分为原始不平衡、渐发 性不平衡和突发性不平衡等几种情况。性不平衡和突发性不平衡等几种情况。 （1 1） 原始不平衡：由于转子制造误差、装原始不平衡：由于转子制造误差、装 配误差以及材质不均匀等原因造成的

8、，如配误差以及材质不均匀等原因造成的，如 出厂时动平衡没有达到平衡精度要求，在出厂时动平衡没有达到平衡精度要求，在 投用初期，便会产生较大的振动。投用初期，便会产生较大的振动。 （2 2）渐发性不平衡：是由于转子上）渐发性不平衡：是由于转子上 不均匀结不均匀结 垢，介质中粉尘的不均匀沉积，介质中的垢，介质中粉尘的不均匀沉积，介质中的 颗粒对叶片及叶轮的不均匀磨损以及工作颗粒对叶片及叶轮的不均匀磨损以及工作 介质对转子的腐蚀等因素造成的。其表现介质对转子的腐蚀等因素造成的。其表现 为振动值随运行时间的延长而逐渐增大。为振动值随运行时间的延长而逐渐增大。 （3 3）突发性不平衡：是由于转子上零部件

9、脱）突发性不平衡：是由于转子上零部件脱 落或叶轮流道有异物附着、卡塞造成，机落或叶轮流道有异物附着、卡塞造成，机 组振动值突然增大后稳定在一定水平上。组振动值突然增大后稳定在一定水平上。 动不平衡按其机理分类：动不平衡按其机理分类： ?静不平衡静不平衡 ?动不平衡动不平衡 ?动静综合不平衡动静综合不平衡 4 4、转子不平衡的故障特征转子不平衡的故障特征转子不平衡的故障特征转子不平衡的故障特征、转子不平衡的故障特征转子不平衡的故障特征转子不平衡的故障特征转子不平衡的故障特征 转子不平衡故障的主要振动特征转子不平衡故障的主要振动特征 是是 （1 1）振动的时域波形近似为正弦）振动的时域波形近似为正

10、弦 波；波； （2 2）频谱图中一倍频为主要频率；）频谱图中一倍频为主要频率； （3 3）振幅随着转速的增大而增大；）振幅随着转速的增大而增大； （4 4）当工作转速一定时，相位稳）当工作转速一定时，相位稳 定；定； （5 5）转子的轴心轨迹为椭圆；）转子的轴心轨迹为椭圆； （6 6）从轴心轨迹观察其进动特征为）从轴心轨迹观察其进动特征为 同步正进动。同步正进动。 转子不平衡的振动特征表转子不平衡的振动特征表转子不平衡的振动特征表转子不平衡的振动特征表转子不平衡的振动特征表转子不平衡的振动特征表转子不平衡的振动特征表转子不平衡的振动特征表 正进动正进动正进动正进动正进动正进动进动方向进动方向

11、8 8 椭圆椭圆椭圆椭圆椭圆椭圆轴心轨迹轴心轨迹 7 7 突发后稳定突发后稳定渐变渐变稳定稳定相位特征相位特征 6 6 径向径向径向径向径向径向振动方向振动方向 5 5 稳定稳定稳定稳定稳定稳定振动稳定性振动稳定性 4 4 较小的高次谐波较小的高次谐波较小的高次谐波较小的高次谐波较小的高次谐波较小的高次谐波常伴频率常伴频率 3 3 1f1f1f1f1f1f 特征频谱特征频谱 2 2 正弦波正弦波正弦波正弦波正弦波正弦波 时域波形时域波形 1 1 突发不平衡突发不平衡渐变不平衡渐变不平衡原始不平衡原始不平衡 故障特征故障特征特征参量特征参量序序 号号 三三三三、现场动平衡必备的条件现场动平衡必备

12、的条件现场动平衡必备的条件现场动平衡必备的条件三三三三、现场动平衡必备的条件现场动平衡必备的条件现场动平衡必备的条件现场动平衡必备的条件 ? ? 只有具有不平衡故障的设备才可以只有具有不平衡故障的设备才可以 实施的现场平衡校验实施的现场平衡校验 ? ? 能进行多次在工作转速范围内的起能进行多次在工作转速范围内的起 动运转动运转 ? ? 能在转子上进行校正平衡配重工作能在转子上进行校正平衡配重工作 四四四四、现场动平衡的注意事项现场动平衡的注意事项现场动平衡的注意事项现场动平衡的注意事项四四四四、现场动平衡的注意事项现场动平衡的注意事项现场动平衡的注意事项现场动平衡的注意事项 1 1、测试仪的基

13、本要求：、测试仪的基本要求： ?测量频率范围满足机器工作频率范测量频率范围满足机器工作频率范 围围 ?测量振动的范围和精度符合标准的测量振动的范围和精度符合标准的 要求要求 ?测量准确可靠，故障率极低，抗干测量准确可靠，故障率极低，抗干 扰性强。扰性强。 2 2、传感器安装注意事项传感器安装注意事项传感器安装注意事项传感器安装注意事项、传感器安装注意事项传感器安装注意事项传感器安装注意事项传感器安装注意事项 ?安装表面平整干净，不准有油漆锈蚀安装表面平整干净，不准有油漆锈蚀 等；等； ?保证传感器与测量表面垂直，即与转保证传感器与测量表面垂直，即与转 子旋转轴线垂直；子旋转轴线垂直； ?传感器

14、与磁座之间要拧紧，传感器磁传感器与磁座之间要拧紧，传感器磁 座与安装表面之间不得有松动；座与安装表面之间不得有松动； 3 3、测点布置测点布置测点布置测点布置、测点布置测点布置测点布置测点布置 ?单测点测振方向的选择：单测点测振方向的选择： 振动最敏感的部位振动最敏感的部位 ?多测点振动测量布置：多测点振动测量布置： 各测点定的位置相同，垂直或水平。各测点定的位置相同，垂直或水平。 五五五五、现场动平衡的准备工作现场动平衡的准备工作现场动平衡的准备工作现场动平衡的准备工作五五五五、现场动平衡的准备工作现场动平衡的准备工作现场动平衡的准备工作现场动平衡的准备工作 ? ? 1 1、初步判断振动的原

15、因、初步判断振动的原因 ? ? 2 2、初步确定平衡的方案、初步确定平衡的方案 ? ? 3 3、确定测点安装传感器、确定测点安装传感器 ? ? 4 4、准备好配重的工具（配重块、电气焊等）、准备好配重的工具（配重块、电气焊等） 六六六六、现场动平衡校验的流程图现场动平衡校验的流程图现场动平衡校验的流程图现场动平衡校验的流程图六六六六、现场动平衡校验的流程图现场动平衡校验的流程图现场动平衡校验的流程图现场动平衡校验的流程图 开始 初始运转 加试重块 试运转 转子校正面加试重 去掉试重 计算平衡配重 校验运行 结束吗？ 存储数据 转子上加平衡配重 平衡过程中问题解答平衡过程中问题解答平衡过程中问题

16、解答平衡过程中问题解答平衡过程中问题解答平衡过程中问题解答平衡过程中问题解答平衡过程中问题解答 1 1、问：问：动平衡时试重应该加多大动平衡时试重应该加多大 ？加重的位？加重的位 置有何要求？置有何要求？ 答：答：加重的多少可以根据转子的重量、转加重的多少可以根据转子的重量、转 速和加重半径有关。试重的位置速和加重半径有关。试重的位置 应加在使应加在使 振动幅值或相位发生变化的地方。这一振动幅值或相位发生变化的地方。这一 点，现场的经验很重要。试重的计算点，现场的经验很重要。试重的计算 m=100*Mm=100*M/(R*n/(R*n 2 2 ) ) 2 2、问问问问：问问问问：动平衡时相位不

17、稳动平衡时相位不稳动平衡时相位不稳动平衡时相位不稳，是否可以做是否可以做是否可以做是否可以做？动平衡时相位不稳动平衡时相位不稳动平衡时相位不稳动平衡时相位不稳，是否可以做是否可以做是否可以做是否可以做？ 答：答：如果变化不大，采用多点平均的方式如果变化不大，采用多点平均的方式 可以抑制，可以作现场动平衡，如果不能可以抑制，可以作现场动平衡，如果不能 抑制，建议用数采仪检查一下设备的振动抑制，建议用数采仪检查一下设备的振动 原因。一般当相位不稳定时，动平衡的效原因。一般当相位不稳定时，动平衡的效 果不是很好。果不是很好。 3 3、问：问：立式转子的平衡和卧式转子的平立式转子的平衡和卧式转子的平

18、衡有何差别？衡有何差别？ 答：答：动平衡跟转子是否是立式或者卧式无动平衡跟转子是否是立式或者卧式无 关，平衡的方法和原理是完全一样的。关，平衡的方法和原理是完全一样的。 4 4、问：问：动平衡时能够非常理想的将一倍频值动平衡时能够非常理想的将一倍频值 降低为零吗？使得设备完全平衡？降低为零吗？使得设备完全平衡？ 答：答：不可能将一倍频值降为零，设备不可不可能将一倍频值降为零，设备不可 能完全平衡。能完全平衡。 七七七七、案例案例案例案例七七七七、案例案例案例案例 例例1 1、热电厂甲侧引风机、热电厂甲侧引风机 现场动平衡校验。现场动平衡校验。 说明：现场动平衡校说明：现场动平衡校 验前，该机组

19、振动值验前，该机组振动值 较大的为较大的为3#3#测点水平测点水平 方向，振值为方向，振值为6363mm， 校验后该测点振值为校验后该测点振值为 8.658.65mm。配重部位为。配重部位为 风机轮毂，测试部位风机轮毂，测试部位 为为3#3#测点水平方向。测点水平方向。 校验过程及结果校验过程及结果校验过程及结果校验过程及结果校验过程及结果校验过程及结果校验过程及结果校验过程及结果 例例例例例例例例2 2 克拉玛依石化公司克拉玛依石化公司2#2#发电机组现场动平发电机组现场动平 衡校验。衡校验。 说明说明说明说明：说明说明说明说明： ? ? 该机组振动值较大的为该机组振动值较大的为4#4#测点

20、水平方向，测点水平方向， 校验前振值为校验前振值为26.926.9mm，校验后该测点振值，校验后该测点振值 为为9.49.4m,m,满足控制指标。满足控制指标。 ? ? 配重部位为发电机配重槽内，测试部位为配重部位为发电机配重槽内，测试部位为 4#4#测点水平方向。测点水平方向。 现场动平衡校验过程及结果现场动平衡校验过程及结果现场动平衡校验过程及结果现场动平衡校验过程及结果现场动平衡校验过程及结果现场动平衡校验过程及结果现场动平衡校验过程及结果现场动平衡校验过程及结果 9.49.4101021421410010025025025025022022026.926.9 质量质量 (g)(g) 位

21、置位置 ( ( ) ) 质量质量 (g)(g) 位置位置 ( ( ) ) 质量质量 (g) (g) 位置位置 ( ( ) ) 振动值振动值 （ mm） 残余不平衡量残余不平衡量第二次配重第二次配重 第一次配重第一次配重 振动值振动值 （ mm） 校验后校验后校验过程校验过程校验前校验前 例例例例例例例例3 3 热电厂热电厂1#1#炉乙侧排粉机现场动平衡校验。炉乙侧排粉机现场动平衡校验。 说明：现场动平衡校验前，该机组振动值较说明：现场动平衡校验前，该机组振动值较 大的为大的为2#2#测点水平方向，振值为测点水平方向，振值为124124mm， 校验后该测点振值为校验后该测点振值为44.744.7

22、mm，振值符合控，振值符合控 制范围。制范围。 现场动平衡校验过程及结果现场动平衡校验过程及结果现场动平衡校验过程及结果现场动平衡校验过程及结果现场动平衡校验过程及结果现场动平衡校验过程及结果现场动平衡校验过程及结果现场动平衡校验过程及结果 例例例例例例例例4 4 热电厂热电厂2#2#炉炉 排烟风机现场动平衡校验。排烟风机现场动平衡校验。 说明：现场动平衡校验前，该机组振动值较说明：现场动平衡校验前，该机组振动值较 大的为大的为2#2#测点水平方向，振值为测点水平方向，振值为202202mm， 校验后该测点振值为校验后该测点振值为38.938.9mm，振值符合控，振值符合控 制范围。配重部位为

23、风机轮毂，测试部位制范围。配重部位为风机轮毂，测试部位 为为2#2#测点水平方向测点水平方向 现场动平衡校验过程及结果现场动平衡校验过程及结果现场动平衡校验过程及结果现场动平衡校验过程及结果现场动平衡校验过程及结果现场动平衡校验过程及结果现场动平衡校验过程及结果现场动平衡校验过程及结果 例例例例例例例例5 5 八钢炼铁分公司维修中心球团除尘引风机组八钢炼铁分公司维修中心球团除尘引风机组 现场动平衡校验。现场动平衡校验。 说明说明说明说明：说明说明说明说明： 现场动平衡校验前，该机组振动值较现场动平衡校验前，该机组振动值较 大的为大的为4#4#测点水平方向，振值为测点水平方向，振值为 34134

24、1mm，经现场动平衡校验并带负荷，经现场动平衡校验并带负荷 运行后，运行后，4 4测点水平方向振值为测点水平方向振值为 1212mm，振值处于控制范围内。配重部，振值处于控制范围内。配重部 位为风机轮毂，测试部位为位为风机轮毂，测试部位为4#4#测点水测点水 平方向。平方向。 现场动平衡校验过程及结果现场动平衡校验过程及结果现场动平衡校验过程及结果现场动平衡校验过程及结果现场动平衡校验过程及结果现场动平衡校验过程及结果现场动平衡校验过程及结果现场动平衡校验过程及结果 结束语结束语结束语结束语结束语结束语结束语结束语 本讲义内容存在很多不足和本讲义内容存在很多不足和 错误，恳请大家批评指正。错误，恳请大家批评指正。 谢谢大家谢谢大家谢谢大家谢谢大家！谢谢大家谢谢大家谢谢大家谢谢大家！