一. 動(dòng)平衡
動(dòng)平衡在轉(zhuǎn)子兩個(gè)或者兩個(gè)以上校正面上同時(shí)進(jìn)行校正平衡,校正后的剩余不平衡量,以保證轉(zhuǎn)子在動(dòng)態(tài)時(shí)是在許用不平衡量的規(guī)定范圍內(nèi),為動(dòng)平衡又稱雙面或者多面平衡。
二. 靜平衡
靜平衡在轉(zhuǎn)子一個(gè)校正面上進(jìn)行校正平衡,校正后的剩余不平衡量,以保證轉(zhuǎn)子在靜態(tài)時(shí)是在許用不平衡量的規(guī)定范圍內(nèi),為靜平衡又稱單面平衡。
三. 轉(zhuǎn)子平衡的選擇與確定
如何選擇轉(zhuǎn)子的平衡方式,是一個(gè)關(guān)鍵問題。其選擇有這樣一個(gè)原則:
只要滿足于轉(zhuǎn)子平衡后用途需要的前提下,能做靜平衡的,則不要做動(dòng)平衡,能做動(dòng)平衡的,則不要做靜動(dòng)平衡。原因很簡(jiǎn)單,靜平衡要比動(dòng)平衡容易做,省功、省力、省費(fèi)用。
那么如何進(jìn)行轉(zhuǎn)子平衡型式的確定呢?需要從以下幾個(gè)因素和依據(jù)來確定:
1. 轉(zhuǎn)子的幾何形狀、結(jié)構(gòu)尺寸,特別是轉(zhuǎn)子的直徑D與轉(zhuǎn)子的兩校正面間的距離尺寸b之比值,以及轉(zhuǎn)子的支撐間距等。
2. 轉(zhuǎn)子的工作轉(zhuǎn)速
關(guān)轉(zhuǎn)子平衡技術(shù)要求的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
3. 轉(zhuǎn)子做靜平衡的條件在GB9239平衡標(biāo)準(zhǔn)中,對(duì)剛性轉(zhuǎn)子做靜平衡的條件定義為:
如果盤狀轉(zhuǎn)子的支撐間距足夠大并且旋轉(zhuǎn)時(shí)盤狀部位的軸向跳動(dòng)很小,從而可忽略偶不平衡(動(dòng)平衡),這時(shí)可用一個(gè)校正面校正不平衡即單面(靜)平衡,對(duì)具體轉(zhuǎn)子必須驗(yàn)證這些條件是否滿足。在對(duì)大量的某種類型的轉(zhuǎn)子在一個(gè)平面上平衡后,就可求得大的剩余偶不平衡量,并除以支撐距離。如果在不利的情況下這個(gè)值不大于許用剩余不平衡量的一半,則采用單面(靜)平衡就足夠了。
四. 動(dòng)平衡試驗(yàn)
動(dòng)平衡試驗(yàn)是對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行動(dòng)平衡檢測(cè)、校正,并達(dá)到使用要求的過程。
當(dāng)零件作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的零部件時(shí),例如各種傳動(dòng)軸、主軸、風(fēng)機(jī)、水泵葉輪、刀具、電動(dòng)機(jī)和汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子等,統(tǒng)稱為回轉(zhuǎn)體。在理想的情況下回轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)與不旋轉(zhuǎn)時(shí),對(duì)軸承產(chǎn)生的壓力是一樣的,這樣的回轉(zhuǎn)體是平衡的回轉(zhuǎn)體。但工程中的各種回轉(zhuǎn)體,由于材質(zhì)不均勻或毛坯缺陷、加工及裝配中產(chǎn)生的誤差,甚至設(shè)計(jì)時(shí)就具有非對(duì)稱的幾何形狀等多種因素,使得回轉(zhuǎn)體在旋轉(zhuǎn)時(shí),其上每個(gè)微小質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生的離心慣性力不能相互抵消,離心慣性力通過軸承作用到機(jī)械及其基礎(chǔ)上,引起振動(dòng),產(chǎn)生了噪音,加速軸承磨損,縮短了機(jī)械壽命,嚴(yán)重時(shí)能造成破壞性事故。
為此,必須對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行平衡,使其達(dá)到允許的平衡精度等級(jí),或使因此產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)幅度降在允許的范圍內(nèi)。
五.平衡方法
1. 整機(jī)現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡法
為了克服上述工藝平衡法的缺點(diǎn),人們提出了整機(jī)現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡法。將組裝完畢的旋轉(zhuǎn)機(jī)械在現(xiàn)場(chǎng)安裝狀態(tài)下進(jìn)行的平衡操作稱為整體現(xiàn)場(chǎng)平衡。這種方法是以機(jī)器作為動(dòng)平衡機(jī)座,通過傳感器測(cè)的轉(zhuǎn)子有關(guān)部位的振動(dòng)信息,進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,以確定在轉(zhuǎn)子各平衡校正面上的不平衡及其方位,并通過去重或加重來消除不平衡量,從而達(dá)到高精度平衡的目的?! ?br />
有于整機(jī)現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡是直接接在整機(jī)上進(jìn)行,不需要?jiǎng)悠胶鈾C(jī),只需要一套價(jià)格低廉的測(cè)試系統(tǒng),因而較為經(jīng)濟(jì)。此外,由于轉(zhuǎn)子在實(shí)際工況條件下進(jìn)行平衡,不需要再裝配等工序,整機(jī)在工作狀態(tài)下就可獲得較高的平衡精度。
作為整機(jī)現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡技術(shù)的一個(gè)重要分支,在線動(dòng)平衡技術(shù)也正處于蓬勃發(fā)展之中,很有前途。由于工藝平衡法是起步早的一種經(jīng)典動(dòng)平衡方法。整機(jī)現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡技術(shù)是為了解決工藝平衡技術(shù)中存在的問題而提出的。
1. 工藝平衡法
工藝平衡法的測(cè)試系統(tǒng)所受干擾小,平衡精度高,效率高,特別適于對(duì)生產(chǎn)過程中的旋轉(zhuǎn)機(jī)械零件作單體平衡,目前在動(dòng)平衡領(lǐng)域中發(fā)揮著相當(dāng)重要的作用,汽輪機(jī)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)普遍采用這種平衡方法。但是,工藝平衡法仍存在以下問題:
(1)平衡時(shí)的轉(zhuǎn)速和工作轉(zhuǎn)速不一致,造成平衡精度下降。例如:有不少轉(zhuǎn)子屬于二階臨界轉(zhuǎn)速的擾性轉(zhuǎn)子,由于平衡機(jī)本身轉(zhuǎn)速有限,這些轉(zhuǎn)子若采用工藝平衡,則無法有效的防止轉(zhuǎn)子在高速下發(fā)生變形而造成的不平衡。
(2)平衡機(jī)(特別是高速立式平衡機(jī))價(jià)格昂貴。
(3)在動(dòng)平衡機(jī)上平衡好的轉(zhuǎn)子,裝機(jī)后其平衡精度難以保證。因?yàn)閯?dòng)平衡時(shí)的支承條件不同于轉(zhuǎn)子在實(shí)際工作條件下的支承條件,且轉(zhuǎn)子同平衡裝置之間的配合也不同于轉(zhuǎn)子與其自身轉(zhuǎn)軸之間的配合條 件,即使出廠前已在動(dòng)平衡機(jī)上達(dá)到高精度平衡的轉(zhuǎn)子,經(jīng)過運(yùn)輸、再裝配等過程,平衡精度在使用前難免有所下降,當(dāng)處于工作轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),仍可能產(chǎn)生不允許的振動(dòng)。
(4)有些轉(zhuǎn)子,由于受到尺寸和重量上的限制,很難甚至無法在平衡機(jī)上平衡。例如:對(duì)于大型發(fā)電機(jī)及透平一類的特大轉(zhuǎn)子,由于沒有相應(yīng)的特大平衡裝置,往往會(huì)造成無法平衡;對(duì)于大型的高溫汽輪 機(jī)轉(zhuǎn)子,一般易發(fā)生彈性熱翹曲,停機(jī)后會(huì)自動(dòng)消失,這類轉(zhuǎn)子需進(jìn)行熱動(dòng)態(tài)平衡,用平衡機(jī)顯然是無法平衡的。
(5) 轉(zhuǎn)子要拆下來才能進(jìn)行動(dòng)平衡,停機(jī)時(shí)間長(zhǎng)、平衡速度慢、經(jīng)濟(jì)損失大。