振動平衡法 振型平衡法利用共振原理進行撓性轉(zhuǎn)子的動平衡。將轉(zhuǎn)子驅(qū)動到某一階臨界轉(zhuǎn)速附近,使轉(zhuǎn)子的撓曲接近于該階振型,這樣把轉(zhuǎn)子相應(yīng)橫斷面上的不平衡量的大小和方向充分地分離出來,分別加以消除。常用的振型平衡法有N+2法和N法。
使用N+2法,撓性轉(zhuǎn)子在進行高速動平衡前,要預(yù)先進行剛性轉(zhuǎn)子低速平衡,以轉(zhuǎn)子的兩側(cè)面作為低速動平衡的校正面。然后進行逐階振型動平衡。若轉(zhuǎn)子在其工作范圍內(nèi)所含有的臨界轉(zhuǎn)速的階數(shù)為N,剛動平衡中共需要N+2個平衡校正面。
使用N法時轉(zhuǎn)子不作低速剛性動平衡,直接進行高速動平衡,因此只需要N個平衡校正面。N法減少了低速動平衡平序,但會增加轉(zhuǎn)子在高速動平衡機上平衡所需的時間和轉(zhuǎn)子起動次數(shù)。
N+2法的動平衡步驟為:
1)轉(zhuǎn)子先作低速動平衡,減小原始不平衡量引起的離心慣性力和力矩。
2)準(zhǔn)確計算轉(zhuǎn)子各階臨界轉(zhuǎn)速和振型,一般為前三階,確定振型峰值位置。實際轉(zhuǎn)子的質(zhì)量分布往往不對稱,轉(zhuǎn)子的振型曲線并非圖58-7所示的節(jié)點等距離分布。只有準(zhǔn)確確定轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速和振型,才能正確選擇平衡轉(zhuǎn)速和平衡校正面位置。
3)進行撓性轉(zhuǎn)子一階振型的高速動平衡,見圖58-8。取平衡轉(zhuǎn)速為第一臨界轉(zhuǎn)速的0.9或1.1倍及三個平衡校正面。在中間的平衡校正面中加上平衡質(zhì)量-m12,兩邊的平衡校正面中分別加上m11、 m13,滿足m12=+ m11= m13和m11×a =m13×b使平衡質(zhì)量的合力和合力矩均零。
4)進行撓性轉(zhuǎn)子二階振型的高速動平衡。取平衡轉(zhuǎn)速為第二臨界轉(zhuǎn)速的0.9或1.1倍及四個平衡正面。在四個平衡校正面中依次分別加上平衡質(zhì)量m21、 -m22、-m23、 -m24,同樣使平衡質(zhì)量的合力和合力矩均為零。
5)同理,進行三階振型的高速動平衡,平衡校正面數(shù)目為振型的階數(shù)加2,所有平衡質(zhì)量加在同一個平面中,相鄰平衡校正面中的平衡質(zhì)量加在軸線的異側(cè)。
四階及更高階的振型可以用同樣的原理進行高速動平衡。由于曲線節(jié)點較多,轉(zhuǎn)子的動撓度不會太大,危險性較小。
使用振型平衡法作高速動平衡時,平衡校正面應(yīng)選取在下一階振型曲線的節(jié)點附近;需要通過試加質(zhì)量和多次起動轉(zhuǎn)子,測量軸承振動的振動的振幅及相位,然后進行作圖、運算才能求解。振動平衡法的缺點是平衡基準(zhǔn)面較多,事先要掌握轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)素和振型曲線。
(3)影響系數(shù)法,預(yù)先在轉(zhuǎn)子上選取一定的平衡校正面和振動測量點,在各平衡校正面上分別加一個平衡質(zhì)量,并用實驗方法測量出加貧農(nóng)個橫質(zhì)量前后的振動量,然后根據(jù)振動量值求出每個平衡校正面在一定轉(zhuǎn)速下對各點個測量但振動的影響系數(shù),建立并求解聯(lián)立方程組。
使用 影響系數(shù)法平衡撓性轉(zhuǎn)子的一般過程為:
1)選定平衡校正面。測量點及平衡轉(zhuǎn)速。一般平衡校正面的個數(shù)和所處的軸向位置應(yīng)根據(jù)轉(zhuǎn)子的具體結(jié)構(gòu)和考慮柱子實際振型來確定,測量點選在軸承或靠近軸承的軸頸處,平衡轉(zhuǎn)素在轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速附近,并油低至高,直到工作轉(zhuǎn)速。
2)在選定的測量點處設(shè)置傳感器
3)測量并記錄轉(zhuǎn)子在原始狀態(tài)下的振動量。
4)在選定的平衡校正面上逐個安置平衡質(zhì)量,并逐次記錄所有測量點在不同瓜皮帽后況下轉(zhuǎn)子不平衡振動的振幅和相位角。
5)計算影響系數(shù),即單位平衡質(zhì)量在轉(zhuǎn)子各測量點處所引起的不平衡振動。計算方法為每一個平衡校正面,將加上試加質(zhì)量后的振動值按矢量運算法則減去原始狀態(tài)下的振動值,并除以試加質(zhì)量。
6)進行矩陣轉(zhuǎn)換,最后計算出轉(zhuǎn)子在各個平衡校正面內(nèi)的原始不平衡量的大小和相位角,選擇一組平衡質(zhì)量分別加在各平衡校正面的相應(yīng)位置上。
7)完成平衡校正工藝后,再次起動轉(zhuǎn)子,測量,記錄轉(zhuǎn)子的不平衡振動。通常不能依次就達到轉(zhuǎn)子平衡的技術(shù)要求。一般在第二次及以后的平衡校正中不再計算影響系數(shù),而是將轉(zhuǎn)子平衡后的殘余不平衡振動值視作新的原始狀態(tài)下的振動值,再次選擇一組平衡質(zhì)量進行平衡校正,直至滿足轉(zhuǎn)子動平衡的技術(shù)要求。
使用影響系數(shù)法時,平衡轉(zhuǎn)素的控制對振動測量影響極大,試加平衡質(zhì)量前后的轉(zhuǎn)速必須在選定的數(shù)值上保持穩(wěn)定。