CN101246073A - 挠性转子的动平衡校正方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于一种挠性转子的动平衡的校正工艺，涉及一种挠性转子的动平衡校正方法。本发明采用在挠性转子的中部和两端位置贴平衡块的“中贴端拉”方法、采用在临介转速前的一段转速范围内选择一个较合适的转速进行静平衡，并在逐渐靠近临介转速的转速下进行静态降振，及多截面校正、振动速度的二倍频测速、雷达图监控、矢量图校正分析、激光监测降振等方法，有效地降低挠性转子的振动速度，并能找到最佳的平衡转速，避免在平衡过程中形成主惯性转子与转子线交于重心的偶不平衡，找到不平衡量产生的部位，有针对性的进行校正。
Description
技术领域
本发明属于一种挠性转子的动平衡的校正工艺，涉及一种挠性转子的动平衡校正方法。
背景技术
在转子动平衡领域中，目前最常见的是使用动平衡机进行刚性转子的动平衡，对于挠性转子的动平衡技术，处于空白状态，没有可借鉴的成熟工艺方法和技术。挠性转子动平衡不同于刚性转子，采用刚性力传递理论的平衡方法不能消除挠性转子的振动，也达不到平衡的目的。挠性转子在旋转时会产生挠曲振型和强烈振动，并且一个转速下的平衡将造成上一个转速平衡状况的破坏，需进行全工况动平衡。
发明内容
本发明的目的是提供一种全工况动平衡的挠性转子的动平衡校正方法。本发明的技术解决方案是，(1)在平衡机上输入平衡参数，调整动平衡机的支撑及摆架位置；
(2)静平衡校正，输入静平衡的参数，进行静平衡测量；
(3)低速动平衡校正，输入动平衡的参数，设置剩余不平衡量，根据转子的长度和不平衡量，在转子上平均分成若干个截面进行多校正面进行校正，使剩余不平衡量达到设定值以内；
(4)静态降振校正，输入静平衡的参数，设置剩余不平衡量，
(a)通过在动平衡机的雷达图上监测不平衡量角相和不平衡的量值，在转子的中部位置贴平衡块，再在转子的两端粘贴角相与中部平衡块成180°、质量为中部平衡块的1/2的平衡块；
(b)根据转子的不平衡量，在临界转速前的一段转速并逐渐靠近临介转速范围内选择不同的转速进行静平衡校正，并逐渐靠近临界转速的转速下进行静平衡；
(c)通过动平衡机的二倍频设置，测量转子的振动速度，使剩余不平衡量达到设定值以内；
(5)临界转速动平衡校正，输入动平衡的参数，设置剩余不平衡量，
(a)利用平衡机上的“雷达图监控”监控转子的不平衡量的大小和角相；
(b)将转子与安装座的相对角相呈0°、120°、240°的三个位置分别进行测量，将测得的平衡量值按角相成比例的绘制在平衡机的雷达图上，并将其顶点连成三角形，调整转子的装夹使三角形外接圆圆心与雷达图的中心连线基本重合；
(c)在转子的中部安装激光监测仪，监测仪的输出端与平衡机相连接，监测转子的周向最大位移及最大位移的角相，使剩余不平衡量达到规定值以内；
(6)工作转速动平衡校正，输入动平衡的参数，设置剩余不平衡量，
(a)利用平衡机上的“雷达图监控”监控转子的不平衡量的大小和角相；
(b)将转子与安装座的相对角相呈0°、120°、240°的三个位置分别进行测量，将测得的平衡量值按角相成比例的绘制在平衡机的雷达图上，并将其顶点连成三角形，调整转子的装夹使三角形外接圆圆心与雷达图的中心连线基本重合，使剩余不平衡量达到规定值以内；
(7)振动和最大偏转检测，在转子的中部安装激光监测仪，监测仪的输出端与平衡机相连接，监测转子的周向最大位移及最大位移的角相，使剩余不平衡量达到规定值以内；
(8)最终状态检验。
对于表面喷漆的挠性转子，在所述的(6)和(7)之间，还包括以下步骤：
(1)喷漆后临介转速动平衡，输入动平衡的参数，设置剩余不平衡量，
(a)利用平衡机上的“雷达图监控”监控转子的不平衡量的大小和角相；
(b)在转子的中部安装激光监测仪，监测仪的输出端与平衡机相连接，监测转子的周向最大位移及最大位移的角相，使剩余不平衡量达到规定值以内；
(2)喷漆后工作转速动平衡，输入动平衡的参数，设置剩余不平衡量，通过动平衡机的二倍频设置，测量转子的振动速度，使剩余不平衡量达到规定值以内。
本发明采用在挠性转子的中部和两端位置贴平衡块的“中贴端拉”方式、采用在临介转速前的一段转速范围内选择一个较合适的转速进行静平衡，并在逐渐靠近临介转速的转速下进行静态降振，及多截面校正、振动速度的二倍频测速、雷达图监控、矢量图校正分析、激光监测降振等方式，达到挠性转子的各项平衡指标。本发明有效地降低挠性转子的振动速度，并能找到最佳的平衡转速，避免在平衡过程中形成主惯性转子与转子线交于重心的偶不平衡，找到不平衡量产生的部位，有针对性的进行校正。本发明的动平衡工艺可以实现长度达到3米左右，壁厚最薄可达1～2毫米，半径达到60毫米左右，平衡转速最高可达到8000r/min的挠性转子的动平衡，剩余不平衡量可达到单面15g.mm左右。
具体实施方式
(1)在平衡机上建立转子的平衡文件，调整动平衡机的支撑及摆架位置；
(2)静平衡工序，输入静平衡的参数，进行静平衡测量。
(3)低速动平衡工序，输入动平衡的参数，设置规定的剩余不平衡量，应用“多截面校正”的平衡方法，使剩余不平衡量达到规定值以内。
(4)静态降振工序，输入静平衡的参数，设置规定的剩余不平衡量，应用“中贴端拉”、“静态降振”“振动速度的二倍频测速”的方法，使剩余不平衡量达到规定值以内。
(5)临介转速动平衡工序，输入动平衡的参数，设置规定的剩余不平衡量，采用“雷达图监控”、“激光监测降振”的方法，使剩余不平衡量达到规定值以内。
(6)工作转速动平衡工序，输入动平衡的参数，设置规定的剩余不平衡量，采用“雷达图监控”、“矢量图校正分析”的方法，使剩余不平衡量达到规定值以内。
(7)振动和最大偏转检测工序，应用“激光监测降振”的方法测量在临界转速下和工作转速下有无异常振动和较大的振幅。
(8)最终状态检验工序。
上述步骤中所述的“多截面校正”是在挠性转子的低速校正过程中，根据挠性转子的长度，在挠性转子上分成若干个截面进行校正；
“中贴端拉”是通过在动平衡机的雷达图上监测的不平衡量角相和不平衡的量值，在中部位置贴平衡块校正，将中部贴的不平衡块质量，在挠性转子的两端按质量均分原则粘贴平衡快，粘贴角相与中部平衡块成180°；
“静态降振”是在临介转速前的一段转速范围内选择一个较合适的转速进行静平衡，并在逐渐靠近临介转速的转速下进行静平衡校正；
“振动速度的二倍频测速”是通过动平衡机的二倍频设置，测量挠性转子的振动速度，实现在低速运转时，观察并分析转子二倍实际转速以内的振型；
“雷达图监控”是在测量截面用平衡机的雷达图监控不平衡量的大小和角相；
“矢量图校正分析”是最大限度的减少平衡工装带来的平衡误差，将转子与安装座的相对角相呈0°、120°、240°的三个位置下分别进行测量，将测得的平衡量值按角相成比例的绘制在平衡机的雷达图上，并将其顶点连成三角形，调整转子的装夹使三角形外接圆圆心与雷达图的中心连线基本重合；
“激光监测降振”是通过在转子的中部安装激光监测仪，监测仪输出端与平衡机相联接，监测转子的周向最大位移及最大位移的角相。
实施例一
进行某材料为铝合金2024，长度达到3米，壁厚最薄可达1～1.6毫米，半径达到57.15毫米的空心的薄壁挠性轴的高速动平衡实施内容如下：
(1)首先在平衡机上建立平衡文件，按轴的长度调整支撑摆架的距离，并安装平衡连接法兰，再将轴安装在法兰上，待平衡。
(2)输入挠性轴的静平衡参数，包括平衡转速为1000r/min，平衡半径为57.15毫米，规定剩余不平衡量为1000g.mm，测后剩余不平衡量为750g.mm。
(3)进行轴的低转速动平衡工作，输入动平衡参数，包括平衡转速为1000r/min，平衡半径为57.15毫米，规定单面剩余不平衡量为30g.mm，应用“多截面多角相”的平衡方法，在轴上分六个校正面贴平衡块进行校正，校正后剩余不平衡量达到25g.mm；
(4)进行轴的静态降振工序，输入轴的静平衡参数，平衡转速为1600r/min，平衡半径为57.15毫米，规定剩余不平衡量为200g.mm，在轴的中部进行校正，应用“中贴端拉”、分别在1600r/min、1650r/min、1700r/min的转速下进行“静态降振”“振动速度的二倍频测速”的方法，校正后的剩余不平衡量为180g.mm；
(5)进行轴的临介转速动平衡工序，输入轴的平衡参数，平衡转速为1770r/min，平衡半径为57.15毫米，剩余不平衡量为每个支点171g.mm，在轴的中部和两端进行校正，采用“雷达图监控”、“矢量图校正分析法”、“激光监测降振”的方法，校正后剩余不平衡量为每个支点169g.mm；
(6)工作转速动平衡工序，输入轴的平衡参数，平衡转速为4680r/min，平衡半径为57.15毫米，剩余不平衡量为每个支点17.1g.mm，在轴的两端进行校正，应用“矢量图校正分析”、“雷达图监控”的方法，校正后剩余不平衡量为每个支点16g.mm；
(7)喷漆后临介转速动平衡工序，剩余不平衡量为每个支点150g.mm，在轴的中部进行校正，采用“雷达图监控”、“激光监测降振”的方法，校正后剩余不平衡量为144g.mm；
(8)喷漆后工作转速动平衡工序，剩余不平衡量为每个支点15g.mm，在轴的两端进行校正，应用“振动速度及二倍频测速”方法，校正后剩余不平衡量为14.4g.mm。
(9)振动和最大偏转检测工序，要求异常振动及最大振幅小于1mm。应用“激光监测降振”的方法，测后振幅为0.16mm；
(10)最终状态检验工序。检查轴在临介转速下，剩余不平衡量每个支点小于150g.mm，工作转速下剩余不平衡量为每个支点小于15g.mm，且工作转速下振幅小于1mm；转动过程中与阻尼环无异常触现象，没有异常声响和振动，符合轴的技术状态，动平衡合格。
实施例二
进行某材料为玻璃纤维/环氧树脂，长度达到1.8米，壁厚最薄可达2.2毫米，半径达到57.15毫米的挠性轴动平衡实施内容如下：
(1)首先在平衡机上建立平衡文件，按轴的长度调整支撑摆架的距离，并安装平衡连接法兰，再将轴安装在法兰上，待平衡。
(2)输入挠性轴的静平衡参数，包括平衡转速为1000r/min，平衡半径为57.15毫米，规定剩余不平衡量为900g.mm，测后剩余不平衡量为550g.mm。
(3)进行轴的低转速动平衡工作，输入动平衡参数，包括平衡转速为800r/min，平衡半径为57.15毫米，规定单面剩余不平衡量为25g.mm，应用“多截面多角相”的平衡方法，在轴上分四个校正面贴平衡块进行校正，校正后剩余不平衡量达到22g.mm；
(4)进行轴的静态降振工序，输入轴的静平衡参数，平衡转速为2000r/min，平衡半径为57.15毫米，规定剩余不平衡量为100g.mm，在轴的中部进行校正，应用“中贴端拉”、分别在1800r/min、1850r/min、1950r/min的转速下进行“静态降振”“振动速度的二倍频测速”的方法，校正后的剩余不平衡量为89g.mm；
(5)进行轴的临介转速动平衡工序，输入轴的平衡参数，平衡转速为2200r/min，平衡半径为57.15毫米，剩余不平衡量为每个支点100g.mm，在轴的中部和两端进行校正，采用“雷达图监控”、“矢量图校正分析法”、“激光监测降振”的方法，校正后剩余不平衡量为每个支点91g.mm；
(6)工作转速动平衡工序，输入轴的平衡参数，平衡转速为4542.3r/min，平衡半径为57.15毫米，剩余不平衡量为每个支点10g.mm，在轴的两端进行校正，应用“矢量图校正分析”、“雷达图监控”的方法，校正后剩余不平衡量为每个支点8.5g.mm；
(7)振动和最大偏转检测工序，要求异常振动及最大振幅小于0.3mm。应用“激光监测降振”的方法，测后振幅为0.095mm；
(8)最终状态检验工序。检查轴在临介转速下，剩余不平衡量每个支点小于100g.mm，工作转速下剩余不平衡量为每个支点小于10g.mm，且工作转速下振幅小于0.3mm；转动过程中无异常触现象，没有异常声响和振动，符合轴的技术状态，动平衡合格。
Claims (2)
1.一种挠性转子的动平衡校正方法，其特征是，
(1)在平衡机上输入平衡参数，调整动平衡机的支撑及摆架位置；
(2)静平衡校正，输入静平衡的参数，进行静平衡测量；
(3)低速动平衡校正，输入动平衡的参数，设置剩余不平衡量，根据转子的长度和不平衡量，在转子上平均分成若干个截面进行多校正面进行校正，使剩余不平衡量达到设定值以内；
(4)静态降振校正，输入静平衡的参数，设置剩余不平衡量，
(a)通过在动平衡机的雷达图上监测不平衡量角相和不平衡的量值，在转子的中部位置贴平衡块，再在转子的两端粘贴角相与中部平衡块成180°、质量为中部平衡块的1/2的平衡块；
(b)根据转子的不平衡量，在临界转速前的一段转速并逐渐靠近临介转速范围内选择不同的转速进行静平衡校正，并逐渐靠近临界转速的转速下进行静平衡；
(c)通过动平衡机的二倍频设置，测量转子的振动速度，使剩余不平衡量达到设定值以内；
(5)临界转速动平衡校正，输入动平衡的参数，设置剩余不平衡量，
(a)利用平衡机上的“雷达图监控”监控转子的不平衡量的大小和角相；
(b)将转子与安装座的相对角相呈0°、120°、240°的三个位置分别进行测量，将测得的平衡量值按角相成比例的绘制在平衡机的雷达图上，并将其顶点连成三角形，调整转子的装夹使三角形外接圆圆心与雷达图的中心连线基本重合；
(c)在转子的中部安装激光监测仪，监测仪的输出端与平衡机相连接，监测转子的周向最大位移及最大位移的角相，使剩余不平衡量达到规定值以内；
(6)工作转速动平衡校正，输入动平衡的参数，设置剩余不平衡量，
(a)利用平衡机上的“雷达图监控”监控转子的不平衡量的大小和角相；
(b)将转子与安装座的相对角相呈0°、120°、240°的三个位置分别进行测量，将测得的平衡量值按角相成比例的绘制在平衡机的雷达图上，并将其顶点连成三角形，调整转子的装夹使三角形外接圆圆心与雷达图的中心连线基本重合，使剩余不平衡量达到规定值以内；
(7)振动和最大偏转检测，在转子的中部安装激光监测仪，监测仪的输出端与平衡机相连接，监测转子的周向最大位移及最大位移的角相，使剩余不平衡量达到规定值以内；
(8)最终状态检验。
2.根据权利要求1所述的挠性转子动平衡的校正方法，其特征是，对于表面喷漆的挠性转子，在所述的(6)和(7)之间，还包括以下步骤：
(1)喷漆后临介转速动平衡，输入动平衡的参数，设置剩余不平衡量，
(a)利用平衡机上的“雷达图监控”监控转子的不平衡量的大小和角相；
(b)在转子的中部安装激光监测仪，监测仪的输出端与平衡机相连接，监测转子的周向最大位移及最大位移的角相，使剩余不平衡量达到规定值以内；
(2)喷漆后工作转速动平衡，输入动平衡的参数，设置剩余不平衡量，通过动平衡机的二倍频设置，测量转子的振动速度，使剩余不平衡量达到规定值以内。
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