CN106092445A - 矢量三角形计算法找转子动平衡的方法 - Google Patents

Abstract

一种矢量三角形计算法找转子动平衡的方法，属于转子技术领域。本发明的目的是提供一种不需要专用仪器，简单的操作即可以找出转子动平衡的矢量三角形计算法找转子动平衡的方法本发明的步骤是：①在风机叶轮轴承涂一层稀释附着物并启动至工作转速，用划针画弧段；②在P点加一试加重量W，再次启动转子至工作转速，利用与第①步相同的划线方法找出第二次划线；③绘制矢量三角形计算平衡重量Q就应该加在与其对称位置上。本发明适用于所有转动机械转子找动平衡。其特点是在不需要任何找动平衡仪器的情况下，完成刚性转子找高速动平衡消除振动工作，具有简单易学、实用特点得到广泛应用。

Description

矢量三角形计算法找转子动平衡的方法

技术领域

本发明属于转子技术领域。

背景技术

转子是许多行业应用比较广泛，为了安全生产等原因有些行业需要定期对转子找动平衡，而常规的转子找动平衡需要购买找动平衡的专用仪器，进口一般20余万元，国产10余万元，而且操作复杂需要培训，实际推广受到限制，一旦找动平衡仪器故障，找动平衡工作将无法进行。

发明内容

本发明的目的是提供一种不需要专用仪器，简单的操作即可以找出转子动平衡的矢量三角形计算法找转子动平衡的方法。

本发明的步骤是：

①在风机叶轮轴承附近选择轴表面光滑暴露部分轴段，涂一层稀释附着物，涂好后将转子启动至工作转速，此时用划针慢慢去接触涂色轴表面，当感到划针接触到跳动转子表面时马上撤回划针，如此划3～5条弧段，同时用测振仪器测量轴承座振动振幅记为A₀，停机后，找出划线弧段的中点，以各弧段的中点连一直线并延长至风机叶轮轮盘上，把该点记为L₀点；

②在叶轮轮盘L₀点逆着转子转向转90°角，找一点将该点记为P点，在该点的位置加一试加重量W，再次启动转子至工作转速，利用与第①步相同的划线方法找出第二次划线点，并用测振仪器测量此时轴承座振动振幅记为A₁，把第二次划的弧段的中点连线延长至风机叶轮轮盘，该点记为L₁点；

③试加重量W的选择：试加重量W需要根据转子转速及原始振幅计算获得：

W=1.5A₀N/{R(n/3000)²}

式中N---转子重量；

A₀---转子原始振幅；

R---试加重量安装半径；

n---转子转速；

④绘制矢量三角形计算平衡重量：

（1）以O为圆心画圆，在此圆上把对应叶轮轮盘上的L₀点、L₁点、试加重量P点及转子转向ω标注在圆上；

（2）连接OL₀、OL₁、OP，分别按相同比例在OL₀、OL₁上截取振幅A₀、A₁，连接A₀A₁，得△OA₀A₁；

（3）根据转子振动振幅大小与产生振动不平衡力大小成正比关系，求出产生原始振幅A₀时的不平衡重量G大小，

W/A₀A₁=G/OA₀

G=W·OA₀/A₀A₁

式中：G—转子不平衡重量；

W—试加重量；

A₀A₁—试加重量W产生的振动振幅；

OA₀—转子不平衡重量G产生的振动振幅；

（4）将线段A₀A₁平移至圆点，大小用OM标示，OM与OP之间夹角为设为δ，此角即为该转子的滞后角，超前一个δ角就是不平衡重量G所在位置，平衡重量Q就应该加在与其对称位置上。

本发明适用于所有转动机械转子找动平衡。其特点是在不需要任何找动平衡仪器的情况下，完成刚性转子找高速动平衡消除振动工作，具有简单易学、实用特点得到广泛应用。本发明矢量三角形计算法找转子动平衡，不需要任何仪器，是根据找动平衡原理开发出来的，即根据转子振动大小与产生不平衡力大小成正比，在选择一定的加重平衡面和平衡重量，使其产生的离心力跟不平质量产生的离心力所组成的力系的合力及合力矩都等于零，消除转子的振动。

附图说明

图1是本发明转子振动向量图。

具体实施方式

本发明的步骤是：

①在风机叶轮轴承附近选择轴表面光滑暴露部分轴段，涂一层稀释附着物，涂好后将转子启动至工作转速，此时用划针慢慢去接触涂色轴表面，当感到划针接触到跳动转子表面时马上撤回划针，如此划3～5条弧段，同时用测振仪器测量轴承座振动振幅记为A₀，停机后，找出划线弧段的中点，以各弧段的中点连一直线并延长至风机叶轮轮盘上，把该点记为L₀点；

②在叶轮轮盘L₀点逆着转子转向转90°角，找一点将该点记为P点，在该点的位置加一试加重量W，再次启动转子至工作转速，利用与第①步相同的划线方法找出第二次划线点，并用测振仪器测量此时轴承座振动振幅记为A₁，把第二次划的弧段的中点连线延长至风机叶轮轮盘，该点记为L₁点；

③试加重量W的选择：试加重量W需要根据转子转速及原始振幅计算获得：

W=1.5A₀N/{R(n/3000)²}

式中N---转子重量；

A₀---转子原始振幅；

R---试加重量安装半径；

n---转子转速；

④绘制矢量三角形计算平衡重量：

（1）以O为圆心画圆，在此圆上把对应叶轮轮盘上的L₀点、L₁点、试加重量P点及转子转向ω标注在圆上；

（2）连接OL₀、OL₁、OP，分别按相同比例在OL₀、OL₁上截取振幅A₀、A₁，连接A₀A₁，得△OA₀A₁；

（3）根据转子振动振幅大小与产生振动不平衡力大小成正比关系，求出产生原始振幅A₀时的不平衡重量G大小，

W/A₀A₁=G/OA₀

G=W·OA₀/A₀A₁

式中：G—转子不平衡重量；

W—试加重量；

A₀A₁—试加重量W产生的振动振幅；

OA₀—转子不平衡重量G产生的振动振幅；

（4）将线段A₀A₁平移至圆点，大小用OM标示，OM与OP之间夹角为设为δ，此角即为该转子的滞后角，超前一个δ角就是不平衡重量G所在位置，平衡重量Q就应该加在与其对称位置上。

以下对本发明做进一步详细描述：

矢量三角形计算法找转子动平衡，是利用划线来确定转子振动的高点，从而找到振动方位，同时测量轴承的振动振幅，然后根据试加重量引起的振幅和相位变化，利用适量三角形计算出不平衡重量的大小和位置。具体作法如下：

1）在风机叶轮轴承附近选择轴表面光滑暴露部分轴段，要求粗糙度小于1.6微米，长约20mm～40mm，涂一层稀释附着物，要求附着物不能被转子旋转甩出，也不能出现破裂脱落，涂好后将转子启动至工作转速，由于转子振动大出现跳动现象，此时用划针慢慢去接触涂色轴表面，当感到划针接触到跳动转子表面时便马上撤回划针，避免接触时间长在涂色轴表面划出圆环而不是弧段。如此划3～5条弧段，3～5条弧段均在轴表面的同一侧，同时用测振仪器测量轴承座振动振幅记为A₀。待停机后，找出划线弧段的中点，以各弧段的中点连一直线并延长至风机叶轮轮盘上，把该点记为L₀点，如图1所示。说明转子原始振动最大振动点，通过划线找到该点位置在叶轮轮盘位置就是L₀点。

2）在叶轮轮盘L₀点逆着转子转向转90°角，找一点（此点即为L₀点逆着转子转向转90°角的对应点）将该点记为P点，在该点的位置加一试加重量W（如图1所示）,再次启动转子至工作转速。由于试加重量与原始不平衡重量产生新的不平衡力，此时转子最大跳动位置已经发生变化，利用同样划线方法找出第二次划线点，并用测振仪器测量此时轴承座振动振幅记为A₁。把第二次划的弧段的中点连线延长至风机叶轮轮盘，该点记为L₁点。

3）试加重量W的选择。施加重量W选择原则，过小对整个转子振动影响小，满足不了转子找动平衡需要；过大又可能对转子产生过大离心力，产生危险，因此试加重量W需要根据转子转速及原始振幅计算获得。

W=1.5A₀N/{R(n/3000)²}g

式中N---转子重量,kg;

A₀---转子原始振幅，1/100mm；

R---试加重量安装半径，mm；

n---转子转速，r/min.

4）绘制矢量三角形计算平衡重量，见图1所示。

（1）以O为圆心画圆，在此圆上把对应叶轮轮盘上的L₀点、L₁点、试加重量P点及转子转向ω标注在圆上；

（2）连接OL₀、OL₁、OP，分别按相同比例在OL₀、OL₁上截取振幅A₀、A₁（如图1所示）。连接A₀A₁，得△OA₀A₁。此三角形三条边代表意义如下，OA₀代表的是不平衡重量单独产生的振动振幅；OA₁代表的是不平衡重量和试加重量合力产生的振动振幅；根据矢量三角形关系，和矢量等于两个分矢量相加，可知△OA₀A₁等边A₀A₁就是试加重量W单独产生的振幅大小。

（3）根据转子振动振幅大小与产生振动不平衡力大小成正比关系，可以求出产生原始振幅A₀时的不平衡重量G大小。

W/A₀A₁=G/OA₀

G=W·OA₀/A₀A₁

式中：G—转子不平衡重量，g;

W—试加重量，g;

A₀A₁—试加重量W产生的振动振幅，mm；

OA₀—转子不平衡重量G产生的振动振幅，mm。

（4）将线段A₀A₁平移至圆点，大小用OM标示，OM与OP之间夹角为设为δ，此角即为该转子的滞后角，说明转子转子在受到不平衡离心力拉动时，转子振动振幅并不是与不平衡力同步，而是滞后一个δ角，此角就是转子找动平衡中的滞后角。由于转子转速不变转子滞后角就不变。因此，在知道不平衡重量原始振幅位置后，那么超前一个δ角就是不平衡重量G所在位置，那么平衡重量Q就应该加在与其对称位置上。如图1所示的Q点上，使其产生离心力与不平衡重量产生的离心力，大小相等方向相反，消除转子振动。

实例说明：

以某公司1号炉2号排粉机为例，试运时发现承力侧轴承水平振动达0.12mm，振动超标，决定对其进行找动平衡，其过程如下：

1）在叶轮附近选择20-40mm轴段涂上附着物，启动转子测得原始不平衡重量产生的振幅A₀=0.12mm，用划针慢慢接触涂有附着物轴段，当接触轴表面马上撤回划针，划3-5条弧段，停止排粉机运行找出划线中点，连线延长至叶轮圆盘对应位置，此点记为L₀点。

2）根据计算准备试加重量150克的铁板，焊在由L₀点逆着转子转向90度的P点，再次启动转子测出振动振幅A₁=0.10mm。再用划针到涂有附着物的轴段，慢慢接触轴表面后马上退回划3-5条线段，停止排粉机找出线段中点连线延长至叶轮圆盘，此点记为L₁点。

Claims (1)

1.一种矢量三角形计算法找转子动平衡的方法，其特征在于：其步骤是：

①在风机叶轮轴承附近选择轴表面光滑暴露部分轴段，涂一层稀释附着物，涂好后将转子启动至工作转速，此时用划针慢慢去接触涂色轴表面，当感到划针接触到跳动转子表面时马上撤回划针，如此划3～5条弧段，同时用测振仪器测量轴承座振动振幅记为A₀，停机后，找出划线弧段的中点，以各弧段的中点连一直线并延长至风机叶轮轮盘上，把该点记为L₀点；

②在叶轮轮盘L₀点逆着转子转向转90°角，找一点将该点记为P点，在该点的位置加一试加重量W，再次启动转子至工作转速，利用与第①步相同的划线方法找出第二次划线点，并用测振仪器测量此时轴承座振动振幅记为A₁，把第二次划的弧段的中点连线延长至风机叶轮轮盘，该点记为L₁点；

③试加重量W的选择：试加重量W需要根据转子转速及原始振幅计算获得：

W=1.5A₀N/{R(n/3000)²}

式中N---转子重量；

A₀---转子原始振幅；

R---试加重量安装半径；

n---转子转速；

④绘制矢量三角形计算平衡重量：

（1）以O为圆心画圆，在此圆上把对应叶轮轮盘上的L₀点、L₁点、试加重量P点及转子转向ω标注在圆上；

（2）连接OL₀、OL₁、OP，分别按相同比例在OL₀、OL₁上截取振幅A₀、A₁，连接A₀A₁，得△OA₀A₁；

（3）根据转子振动振幅大小与产生振动不平衡力大小成正比关系，求出产生原始振幅A₀时的不平衡重量G大小，

W/A₀A₁=G/OA₀

G=W·OA₀/A₀A₁

式中：G—转子不平衡重量；

W—试加重量；

A₀A₁—试加重量W产生的振动振幅；

OA₀—转子不平衡重量G产生的振动振幅；

（4）将线段A₀A₁平移至圆点，大小用OM标示，OM与OP之间夹角为设为δ，此角即为该转子的滞后角，超前一个δ角就是不平衡重量G所在位置，平衡重量Q就应该加在与其对称位置上。