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現(xiàn)場平(píng)衡概念和性常用機(jī)械中(zhōng)包(bāo)含(hán)著大量的作旋(xuán)轉運動的零件,例如各(gè)種傳(chuán)動軸,主(zhǔ)軸(zhóu),電(diàn)動機(jī)和(hé)汽輪機(jī)的(dí)轉子(zǐ)等,統稱為(wéi)回轉(zhuǎn)體(tǐ)。在(zài)理想的情況(kuàng)下回轉體(tǐ)旋(xuán)轉時(shí)與不(bù)旋(xuán)轉時(shí),對軸承產生的壓力是樣(yàng)的(dí),這(zhè)樣的回轉體(tǐ)是(shì)平(píng)衡(héng)的(dí)回(huí)轉體。但程中的各種回(huí)轉體,由於材質(zhì)不(bù)均匀或(huò)毛坯缺(quē)陷,及裝(zhuāng)配中(zhōng)產(chǎn)生(shēng)的誤(wù)差,甚至時(shí)就具(jù)有非(fēi)對稱的(dí)幾何形(xíng)狀等多(duō)種因素,使得回轉體在旋(xuán)轉時(shí),其上每個(gè)微(wēi)小質(zhì)點產(chǎn)生的離心慣性(xìng)力不能(néng)相互(hù)抵(dǐ)消,離心慣性力(lì)通過軸(zhóu)承作用到機(jī)械及(jí)其基礎上,引起振動,產(chǎn)生(shēng)了(liǎo)噪音(yīn),加(jiā)速軸承磨損,縮短了(liǎo)機械(xiè)壽(shòu)命,嚴(yán)重(zhòng)時(shí)能(néng)成破(pò)壞性事故。為(wéi)此(cǐ),對(duì)轉(zhuǎn)子(zǐ)行(háng)平衡(héng),使其達(dá)到允許的(dí)平衡度等(děng),或(huò)使因此產生的(dí)機械(xiè)振(zhèn)動(dòng)幅度(dù)降(jiàng)在允許(xǔ)的範圍(wéi)內。轉(zhuǎn)子動平(píng)衡和(hé)靜(jìng)平(píng)衡(héng)的區別:
1)靜平(píng)衡
在轉子(zǐ)個校正麵(miàn)上(shàng)行校(xiào)正(zhèng)平(píng)衡,校正後的剩(shèng)餘不平(píng)衡量,以(yǐ)保證轉(zhuǎn)子在(zài)靜態時(shí)是(shì)在許用不(bù)平(píng)衡量的(dí)規(guī)定範圍內,為靜平(píng)衡又稱單(dān)麵(miàn)平衡。
2)動平(píng)衡(héng)
在(zài)轉子(zǐ)兩個(gè)校(xiào)正(zhèng)麵上同時(shí)行(háng)校正平衡,校正後的(dí)剩餘不(bù)平衡(héng)量(liáng),以(yǐ)保證轉子(zǐ)在動(dòng)態時是在(zài)許(xǔ)用不平(píng)衡量的規(guī)定(dìng)範(fàn)圍內(nèi),為(wéi)動(dòng)平衡又(yòu)稱雙麵平(píng)衡(héng)。
如何(hé)選擇(zé)轉子的平衡方(fāng)式(shì),是個關(guān)鍵(jiàn)問(wèn)題(tí)。其選擇(zé)有(yǒu)這(zhè)樣個原則:隻要滿足(zú)於轉子平衡後用途(tú)需要(yào)的前(qián)提下(xià),能做(zuò)靜平衡(héng)的,則不(bù)要(yào)做動(dòng)平衡,能(néng)做(zuò)動(dòng)平衡的(dí),則(zé)不要(yào)做靜動平衡(héng)。原因(yīn)很(hěn)簡(jiǎn)單(dān),靜平(píng)衡(héng)要(yào)比(bǐ)動(dòng)平(píng)衡容易做,省,省力,省(shěng)費用。
現(xiàn)代,各類(lèi)機(jī)器(qì)所使用的(dí)平(píng)衡(héng)方(fāng)法(fǎ)較多,例(lì)如(rú)單麵平衡(héng)(亦(yì)稱靜(jìng)平衡(héng))常(cháng)使(shǐ)用平衡(héng)架,雙麵(miàn)平衡(亦(yì)稱動(dòng)平衡(héng))使用(yòng)各類動平衡試(shì)驗機(jī)。靜平(píng)衡(héng)度(dù)太(tài)低(dī),平(píng)衡(héng)時間(jiān)長(cháng);動(dòng)平衡(héng)試(shì)驗(yàn)機雖能較好地對轉(zhuǎn)子(zǐ)本(běn)身行平衡,但是對於(yú)轉子(zǐ)尺(chǐ)寸相差較大(dà)時(shí),往(wǎng)往(wǎng)需要(yào)不同(tóng)規(guī)格尺寸的動平(píng)衡機(jī),而且(qiě)試(shì)驗時仍需(xū)將轉子從機(jī)器上拆下來,這(zhè)樣明(míng)顯是(shì)既不經(jīng)濟(jì),也十分費(如(rú)大修(xiū)後(hòu)的(dí)汽(qì)輪機(jī)轉子)。別是動(dòng)平衡機(jī)無法(fǎ)消除由(yóu)於裝(zhuāng)配(pèi)或其(qí)它(tā)隨(suí)動元(yuán)件引發(fā)的係統振(zhèn)動。使(shǐ)轉子在正常安裝與(yǔ)運轉條(tiáo)件下行(háng)平衡通常(cháng)稱(chēng)為"現場平衡"。現場平衡不但可(kě)以減少拆裝(zhuāng)轉子的勞動(dòng)量(liáng),不再需要(yào)動平衡(héng)機(jī);同時(shí)由於試(shì)驗的狀態(tài)與(yǔ)實(shí)際作狀(zhuàng)態二(èr)致,有利於(yú)提測(cè)算不(bù)平衡量的度,降低(dī)係統(tǒng)振動。際標準ISOl9401973(E)"剛(gāng)體(tǐ)旋(xuán)轉體的平衡度"中(zhōng)規定(dìng),要求平衡(héng)度為(wéi)G0.4的轉(zhuǎn)子,使用(yòng)現(xiàn)場平(píng)衡(héng),否則(zé)平(píng)衡毫(háo)無意義(yì)。現代(dài)的(dí)動(dòng)平(píng)衡是在本(běn)紀初隨著蒸汽透(tòu)平的(dí)出(chū)現而發展起來(lái)的(dí)。隨著業(yè)的(dí)飛速(sù)發(fā)展,旋轉機械(xiè)逐步(bù)向(xiàng)化(huà),大型化,速(sù)化方向發(fā)展,使機械(xiè)振(zhèn)動問(wèn)題越(yuè)來(lái)越突出(chū)。機(jī)械的劇烈振動對機器(qì)本身(shēn)及其(qí)周(zhōu)圍環境(jìng)都會帶(dài)來係列(liè)危害。雖然產生振動的原因多種多(duō)樣,但(dàn)普遍認(rèn)為"不平衡力(lì)"是(shì)主要原因(yīn)。據(jù)統(tǒng)計(jì),有50%左右(yòu)的(dí)機械(xiè)振(zhèn)動(dòng)是由(yóu)不平衡力(lì)引起的(dí)。因(yīn)此,有改(gǎi)變(biàn)旋(xuán)轉機(jī)械運(yùn)動分的(dí)質(zhì)量,減(jiǎn)小不平(píng)衡力,即對轉子行(háng)平衡(héng)。
成(chéng)轉子不(bù)平衡的因素(sù)很多,例如(rú):轉子(zǐ)材質(zhì)的(dí)不均匀(yún)性(xìng),聯軸(zhóu)器(qì)的(dí)不平衡(héng),鍵槽不對(duì)稱,轉(zhuǎn)子誤差,轉(zhuǎn)子(zǐ)在(zài)運(yùn)動過程(chéng)中(zhōng)產(chǎn)生的(dí)腐蝕,磨(mó)損及熱變形(xíng)等。這些因素成的不平(píng)衡量(liáng)般(bān)都(dū)是(shì)隨機的,無法行計(jì)算,需(xū)要(yào)通(tōng)過重力試驗(靜平衡(héng))和(hé)旋(xuán)轉(zhuǎn)試(shì)驗(yàn)(動平(píng)衡)來測(cè)定和(hé)校(xiào)正(zhèng),使它(tā)降低到允許的範(fàn)圍內(nèi)。應用(yòng)zui廣的平(píng)衡方法(fǎ)是平衡(héng)法和(hé)整機(jī)現場動平衡法。作為(wéi)整機現場動平衡(héng)的(dí)個重要(yào)分支,在(zài)綫動平衡(héng)也(yě)正(zhèng)處(chǔ)於(yú)蓬勃發(fā)展(zhǎn)之中(zhōng),很(hěn)有前途(tú)。由於(yú)平衡法是起步zui早的種經(jīng)典(diǎn)動(dòng)平衡(héng)方(fāng)法(fǎ)。
整機現場動(dòng)平衡(héng)是為(wéi)了解(jiě)決平(píng)衡中存在的(dí)問題而(ér)提出的。
平衡(héng)法(fǎ)的測(cè)試(shì)係(xì)統所受(shòu)幹擾小,平(píng)衡(héng)度(dù),效率(shuài),別適(shì)於對(duì)過程中(zhōng)的(dí)旋(xuán)轉(zhuǎn)機(jī)械零(líng)件(jiàn)作(zuò)單體平(píng)衡,在動平衡(héng)域中(zhōng)發(fā)揮著(zhuó)相當(dāng)重要的(dí)作用,汽(qì)輪(lún)機(jī),航空(kōng)發動機普遍(biàn)采用這種平衡方法。但是,平(píng)衡法仍存在以下問題(tí):
(1)平衡時(shí)的轉速(sù)和(hé)作轉(zhuǎn)速(sù)不(bù)致,成平衡(héng)度(dù)下降。例如:有(yǒu)不少(shǎo)轉(zhuǎn)子(zǐ)屬於二階(jiē)臨(lín)界轉速的(dí)擾(rǎo)性(xìng)轉(zhuǎn)子,由於平衡機(jī)本(běn)身轉速有限,這些轉子若(ruò)采(cǎi)用平(píng)衡,則(zé)無法有(yǒu)效的防(fáng)止(zhǐ)轉子(zǐ)在(zài)速下發(fā)生變 形而成的不(bù)平衡(héng)。
(2)平衡(héng)機(jī)(別(bié)是(shì)速立式(shì)平(píng)衡(héng)機(jī))價(jià)格(gé)昂(áng)貴。
(3)在動(dòng)平(píng)衡機(jī)上平衡(héng)好的轉(zhuǎn)子,裝機後其平(píng)衡度(dù)難以保證。因為(wéi)動平衡時的支承條件不同於(yú)轉(zhuǎn)子在實(shí)際作(zuò)條(tiáo)件下的支(zhī)承(chéng)條件(jiàn),且(qiě)轉(zhuǎn)子同平(píng)衡(héng)裝置之(zhī)間(jiān)的配(pèi)合也不同(tóng)於轉(zhuǎn)子(zǐ)與其(qí)自身轉軸之間(jiān)的(dí)配合條(tiáo) 件,即使出(chū)廠前已在動(dòng)平衡(héng)機(jī)上達(dá)到(dào)度(dù)平衡的轉子,經過運(yùn)輸,再裝配等(děng)過(guò)程,平(píng)衡度(dù)在使用前難免有(yǒu)所下(xià)降(jiàng),當處(chǔ)於作轉(zhuǎn)速(sù)下運轉(zhuǎn)時,仍可能產生(shēng)不允許的(dí)振(zhèn)動。
(4)有(yǒu)些(xiē)轉子,由於(yú)受到尺寸和(hé)重量(liáng)上(shàng)的限製,很難(nán)甚(shèn)至無法(fǎ)在平衡機上平衡。例如:對於(yú)大型發電機及(jí)透(tòu)平類(lèi)的大(dà)轉子,由(yóu)於沒有相(xiāng)應(yīng)的(dí)大平衡(héng)裝置,往往會成(chéng)無法(fǎ)平(píng)衡;對(duì)於大型的溫汽(qì)輪 機(jī)轉子(zǐ),般(bān)易(yì)發生彈(dàn)性熱翹(qiáo)曲,停機後(hòu)會自(zì)動消失,這(zhè)類(lèi)轉子(zǐ)需行(háng)熱動態(tài)平衡(héng),用平衡機(jī)顯然是無法平(píng)衡的。
(5) 轉(zhuǎn)子(zǐ)要(yào)拆下來才能行動平(píng)衡,停機時間長,平衡速(sù)度(dù)慢(màn),經(jīng)濟損失大。
為(wéi)了(liǎo)克服上述平衡(héng)法(fǎ)的(dí)缺點(diǎn),人們(mén)提(tí)出了整(zhěng)機現(xiàn)場(cháng)動(dòng)平衡法。
將組(zǔ)裝畢的旋轉機械在現場(cháng)安裝狀(zhuàng)態下行(háng)的平(píng)衡操(cāo)作稱(chēng)為整(zhěng)體(tǐ)現(xiàn)場(cháng)平衡。這種方(fāng)法是(shì)機器(qì)作為動平(píng)衡(héng)機座,通過(guò)傳感(gǎn)器(qì)測的轉(zhuǎn)子有關(guān)位的振動信息(xī),行(háng)數據處理,以確定(dìng)在(zài)轉(zhuǎn)子各平衡校(xiào)正麵上(shàng)的不(bù)平衡(héng)及(jí)其方(fāng)位(wèi),並(bìng)通(tōng)過去(qù)重或加(jiā)重來(lái)消除不(bù)平(píng)衡量,從而(ér)達到度(dù)平(píng)衡的目(mù)的。
有(yǒu)於(yú)整機現場動(dòng)平衡是(shì)直接接在整(zhěng)機(jī)上行,不需要(yào)動(dòng)平(píng)衡(héng)機(jī),隻需要套價(jià)格(gé)低廉的測試係(xì)統,因而(ér)較(jiào)為經濟(jì)。此(cǐ)外(wài),由於轉(zhuǎn)子在實(shí)際況(kuàng)條(tiáo)件下(xià)行平(píng)衡,不(bù)需(xū)要(yào)再(zài)裝配等序(xù),整機在作狀態下就(jiù)可獲得(dé)較的平(píng)衡度。