轉子平衡機的原理和方法

1、n轉子不平衡的原因和危害n轉子不平衡的分類n剛性轉子和撓性轉子n平衡機 硬支承平衡機 軟支承平衡機本本 章章 內內 容容n剛性轉子的平衡方法 靜平衡 單面動平衡 雙面動平衡n撓性轉子的平衡方法 振型平衡法 影響系數(shù)法 振型圓平衡法轉子不平衡的原因和危害轉子不平衡的原因和危害 不平衡的原因不平衡的原因 轉子結構不對稱。轉子結構不對稱。 材質不均勻，制造誤差、安裝誤差。材質不均勻，制造誤差、安裝誤差。 運行中零部件的變形、移位、結垢、破損。運行中零部件的變形、移位、結垢、破損。 不平衡不平衡的危害的危害 轉子振動和應力大，運行不安全。轉子振動和應力大，運行不安全。 惡化環(huán)境，浪費能源。惡化環(huán)境，浪

2、費能源。 產(chǎn)品數(shù)量和質量下降。產(chǎn)品數(shù)量和質量下降。轉子平衡的方法和設備轉子平衡的方法和設備 剛性轉子剛性轉子 撓性轉子撓性轉子 靜平衡靜平衡 影響系數(shù)法。影響系數(shù)法。 單面平衡單面平衡 振型平衡法（模態(tài)平衡法）振型平衡法（模態(tài)平衡法）。 雙面平衡。雙面平衡。 其他綜合方法。其他綜合方法。 平衡設備平衡設備 平衡機：專用、通用，硬支承、軟支承，臥式、平衡機：專用、通用，硬支承、軟支承，臥式、 立式，機電式、計算機化，等。立式，機電式、計算機化，等。 現(xiàn)場平衡：平衡儀現(xiàn)場平衡：平衡儀 其他設備：平行導軌、滾輪架、平衡搖架等。其他設備：平行導軌、滾輪架、平衡搖架等。 剛性轉子與撓性轉子剛性轉子與撓性

3、轉子 n 0.5nc1 稱為剛性轉子。 0.5nc1 n 0.7nc1 稱為撓性轉子。 其中, nc1 為第一階臨界轉速， n 為轉子的工作轉速。n剛性轉子和撓性轉子有完全不同的平衡方法。n如能正確選擇平衡平面和平衡轉速，準剛性轉子?？刹捎脛傂赞D子的平衡方法。剛性轉子不平衡的形式剛性轉子不平衡的形式靜不平衡靜不平衡 離心慣性力系有合力合力動不平衡動不平衡 = 靜不平衡 + 偶不平衡離心慣性力系合成為一合力合力和一合力偶合力偶 偶不平衡偶不平衡 離心慣性力系有合力偶合力偶不平衡向兩個平面的分解不平衡向兩個平面的分解 剛性轉子的任意不平衡可以向兩個平面內分解。 故剛性轉子都可以用兩個校正質量來達到

4、平衡。oCoWC靜平衡的布置靜平衡的布置W水平導軌水平導軌滾輪架滾輪架水平導軌轉子轉子滾輪架平衡機的原理平衡機的原理幅值 I相位 II轉速擺架A 幅值 II相位 I解算電路傳感器傳感器驅動電機擺架B III硬支承和軟支承平衡機硬支承和軟支承平衡機硬支承平衡機的擺架 軟支承平衡機的擺架硬支承和軟支承平衡機的對比硬支承和軟支承平衡機的對比比較項目硬支承平衡機軟支承平衡機不平衡的檢測方式直接檢測不平衡力直 接 檢 測 不 平 衡 產(chǎn) 生 的振動平衡時的軸承條件軸 承 剛 度 大 ， 比 較 接近轉子實際工作條件軸 承 剛 度 低 、 振 動 大 ，與 轉 子 實 際 工 作 條 件 差別較大平衡所需

5、的 時 間啟動、停車快，效率高啟動、停車費時，測試時間長解算電路的 調 整不 需 加 試 重 調 整 ， 不需 試 車 標 定 ， 操 作 容易需 加 試 重 調 整 ， 需 試 車標定，操作較費事平衡精度一般可達 0.5 微米，很難進一步提高一般可達 0.5 微米，高精度的可達 0.005 微米適用范圍適用性廣轉 子 尺 寸 、 外 形 經(jīng) 常變化的場合結 構 堅 固 ， 適 用 于 車間等現(xiàn)場大批量零件的平衡微型轉子和高精度轉子單面平衡的布置和方法單面平衡的布置和方法QAA01 0AP 1.選擇加重平面、選擇測點。 畫鍵相標記，逆轉向畫360相位刻度盤。2.測得原始振動A0(幅值和相位)。

6、3.在平衡平面內加試重Q，測得振動A1。4.計算影響系數(shù)5.按下式求得校正質量P。幅值相位轉速A 單面平衡的作圖解法單面平衡的作圖解法 作A0和A1 ，求其差為A1- A0 。 量A1- A0 和 A0之間的夾角為 。 把試重Q 按 的方向轉動一 角，此即為校正重的正確方位。 校正重 P 的大小為：010AAAQPKoQP相角正A0A1A1- A0o相角正雙面平衡的布置和方法雙面平衡的布置和方法 10111011QBBQAA , 20222022QBBQAA , 0221102211BPPAPP 幅值相位轉速A B I II A B 1.測原始振動A0，B0。2.平面I 內加試重Q1，測得振動

7、A1，B1。3.計算影響系數(shù)4.平面II 內加試重Q2，測得振動A2，B2。5.計算影響系數(shù)6.按下式求得校正質量P1，P2。轉子不平衡的真實分布轉子不平衡的真實分布 不平衡的大小和方位沿軸線是隨機分布的。 需要無數(shù)個校正質量才能達到理想的平衡。 這不可能不可能，也是不必要不必要的！轉子的不平衡轉子的不平衡按模態(tài)分解按模態(tài)分解 轉子的任意不平衡可以按模態(tài)分解。 然后，按模態(tài)逐階平衡。 由于模態(tài)的正交性，各階模態(tài)的平衡不會相互影響。撓性轉子的模態(tài)平衡法撓性轉子的模態(tài)平衡法n根據(jù)轉子的振型選擇校正平面，對應各階模態(tài)計算的各校正質量的比例。n在第一臨界轉速附近，平衡轉子的第一階模態(tài)不平衡。n在第二臨

8、界轉速附近，平衡轉子的第二階模態(tài)不平衡，等。直到工作轉速下那一階為止。n由于各模態(tài)的正交性，各階模態(tài)的平衡不會相互影響。n最后在工作轉速下，作修正性平衡。n有N平面平衡法和N+2平面平衡法兩種。n為剛性轉子影響系數(shù)法的直接推廣。不同處在于： 平衡轉速數(shù)為 N 1 振動測點數(shù)為 M 2 校正平面數(shù)為 K 2n當N M K時，矛盾方程。可用最小二乘法求解。即在各測點殘余振動平方和為最小的條件下，求得一組校正質量。撓性轉子的影響系數(shù)平衡法撓性轉子的影響系數(shù)平衡法模態(tài)響應圓（振型圓）模態(tài)響應圓（振型圓）n不同轉速下的響應矢量聯(lián)起來成為模態(tài)響應圓。n在轉子升速或降速時，連續(xù)測量可以得到模態(tài)響應圓。n臨界轉速對應于響應圓的直徑。n不平衡方向領先于臨界轉速時的響應90度。n兩階臨界轉速對應兩個模態(tài)響應圓。n不平衡在平面I，軸承A的兩個響應圓直徑夾角為銳角；軸承B的兩個響應圓直徑夾角為鈍角。n這有助于判別不平衡的軸向位置。單跨轉子的模態(tài)響應圓單