旋转机械转子动平衡-凯发官方

对于旋转机械，比如泵、风机、汽轮机等，在运行过程中，设备的振动是一个非常重要的指标，而影响振动的诸多因素中，动平衡是最主要的因素之一。如果动平衡做的不好或者运行过程中动平衡遭到破坏，那么不平衡力就会作为动载荷，使设备产生振动增加，噪音增大等问题。

□1 不平衡的产生

是否所有的转子都需要平衡？答案是肯定的。如果转子的质心与旋转中心不重合，就会产生不平衡力，不平衡力产生的基本原因：

1)设计与制造误差：比如零部件设计的不对称；铸件或者锻件有不加工的表面；主轴上的键槽；零部件的加工误差；装配件的间隙；焊缝不均匀等等。

2)材料的缺陷：比如铸件有气孔；材料密度不均匀；材料厚度不一致等。

3)加工与装配误差：批量生产的零件尺寸不一致；如装配件的间隙等。

4)转子紧固件的松动

5)零件变形：比如主轴长期放置导致的弯曲；加工件产生永久变形；

6)转子的积灰

7)转子的磨损或者腐蚀等

如果由于上面的原因造成转子不平衡量的产生，就会引起设备的振动增加，其频谱特征是一倍频有尖峰，就需要对转子重新做平衡。

□2 转子平衡的原理

转子的平衡分静平衡和动平衡。

静平衡：在转子一个校正面上进行校正平衡，转子校正后的剩残余不平衡量在静态时小于许用不平衡量，静平衡又称单面平衡。

动平衡：在转子两个校正面上同时进行校正平衡，转子校正后的剩残余不平衡量在动态时小于许用不平衡量，动平衡又称双面平衡。

那么如何选择转子的平衡方式呢？

选择平衡方式的原则：只要满足于转子平衡后用途需要的前提下，能做静平衡的，则不要做动平衡，原因很简单，静平衡要比动平衡容易做，省功、省力、省费用。

对于风机，其转子平衡可以根据标准jb/9101-2014进行，其规定采用静平衡的条件是：

a)当最高工作转速低于1500rpm，叶轮宽度与叶轮直径比值小于或等于0.2时；

b)当最高工作转速高于1500rpm，叶轮宽度与叶轮直径比值小于或等于0.1时；

c)静平衡设备可以满足所要求的转子平衡等级的时候。

不符合上面要求的要做动平衡。

但通常，风机的平衡一般都采用动平衡。

□3 平衡精度等级

通常，不同的转子由于用途不同，要求的平衡精度也不同，这不仅要考虑技术可行性，另外还要考虑经济性，因此要根据机械设备的型式、转速、经验等来选取合适的平衡精度等级。

平衡精度等级一般用g来表示，它是由转子质量偏心距e与转子的工作角速度ω之积来表示，见下面公式：

g=eω/1000

g的单位为，如果把角速度换成转速 n，那么g的计算公式如下：

g=en/9550

式中：

g：平衡精度等级，mm/s

e: 质量偏心距，µm

ω:角速度，rad/s

n：转速,rpm

平衡精度等级代表转子做平衡的精度要求，精度等级之间的公比为2.5，有以下等级：g4000、g1600、g630、g250、g100、 g40、g16、g6.3、g2.5、g1、g0.4。

平衡精度等级的数字越小，平衡精度越高，其残余不平衡量越小。

通常，风机的平衡精度等级一般选择g6.3或者g4.0。

□4 残余不平衡量

转子在完成平衡后，要核算残余不平衡量是否小于许用不平衡量，许用不平衡量按下式计算：

u=em

式中：

u：许用残余不平衡量，g.mm

m: 转子质量，kg

那么，在做转子平衡的时候，校正的平衡量等于上面计算的许用不平衡量，即：

u=m_ir_i

式中：

m_i：校正质量，g

r_i: 矫正半径，mm

根据上面的残余不平衡量，就可以根据平衡块的位置来确定需要加装平衡块的大小了。