动平衡原理

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1、现场动平衡原理-1 基 本 概 念1、单面平衡一般来说，当转子直径比其长度大710倍时，通常将其当作单面转子对待。 在这种情况下，为使偏离轴心的转子质心恢复到轴心位置，只需在质心所处直径 的反向任意位置上安放一个同等力矩的校正质量即可。这个过程称之为“单面平 衡”。2、双面平衡对于直径小于长度710倍的转子，通常将其当作双面转子对待。在双面转 子上，若有两块相等的质量配置在轴线两端且轴心对称的位置上，此时转子不存 在质心偏离转轴问题，即静态平衡。然而，一旦转动起来，这两块质量各自产生 的离心力构成一个力偶，惯性轴与转动轴不再重合，导致轴承受到猛烈振动；或 者惯性轴与转动轴相倾斜，并且两块质量也

2、不对称，造成质心偏离轴线，这是双 面转子实际中存在的最为普遍的不平衡。这种不平衡必须通过转动时的振动测量 并且至少在两个平面上安放校正质量才能消除。这个过程称为“双面平衡”。-2 平衡校正原理为了确定待平衡转子校正质量的大小和位置，现场动平衡情况下，利用安放 试探质量的方法，临时性地改变转子的质量分布，测量由此引起的振动幅值和相 位的变化，由试探质量的影响效果确定出真正需要的校正质量的大小和安放位 置。轴承上任意一点都以与转速相同的频率，周期性地经历转子不平衡产生的离 心力。所以，在振动信号频谱上，不平衡表现在转动频率处振动信号增大。一般 在转子轴承外壳上安置一个振动传感器，测量不平衡引起的振

3、动。转频处的振动 信号正比于不平衡质量产生的作用力。为了测量相位及转频，还要使用转速传感 器。本仪器使用激光光电转速传感器，以反光条位置作为振动信号相位参考点， 从而确定出转子的不平衡角度。综上所述，利用不平衡振动的幅值和相位可分别 确定平衡校正力矩和相对于试重质心位置的校正角度。校正半径选定后，即可依 校正力矩和角度计算出校正质量的大小和安置位置。-3 平 衡 步 骤1、平衡前提(1) 确定转子为刚性转子(2) 确定转子存在不平衡故障不平衡属于低频故障，当5Hz1 KHz的通频振动(位移峰峰值或速度有效值) 较正常值有明显增大时，说明设备有低频类故障在发展。欲进一步确定其是否为 不平衡故障，

4、需进行频谱分析。不平衡故障表现在转子径向转频上的振幅增大， 而在轴向和其他倍频分量上振幅增大相对不明显。若轴向或其他倍频分量上的振 幅与径向转频处的振幅同时明显增大，甚至增大速率超过径向转频处的振动幅值 的增大速率，则应考虑弯曲、不对中或松动等其他故障。2、平衡准备(1) 确定转子的平衡类型和平衡方法 根据转子直径与其长度的关系确定其需做单面平衡或双面平衡，并决定使用试重法或影响系数法对其进行动平衡。若使用影响系数法须预先从上位PC机中下 载该转子的影响系数，或记录下该转子的影响系数，以备需要时手动输入。(2) 选择测点位置 根据转子的平衡类型在该转子设备上选择相应的测量平面和测点位置，以便安

5、置振动传感器。测量平面应选在转子的轴承座或附近刚性较高、较为平坦的金 属表面上。测点应布置在测量平面内径向振动量最大位置或规定位置上，一般 选择转子两边轴承座为测量平面，测点以水平方向为好。单面平衡只需安置一个 测点，双面平衡需安置两个测点。测点位置需做上标记，以便以后测量。(3) 选择校正面和加试重位置 若使用试重法，考虑到转子的结构特点，选择转子上方便安装试探质量和校正质量的平面作为校正面。以同样的原则在校正面上选择以转轴为圆心、Rc为半 径的校正圆。在校正圆上做好试重位置标记。校正半径应尽量大，以提高角度定 位精度，减小试探质量。单面平衡只需在一个平面内进行校正，选择一个试重位 置即可。

6、双面平衡需在两个平面上进行校正，应使两个校正面之间的距离尽大， 两个试重位置角度相差0。若使用影响系数法，则要求仍采用取得该影响系数时 的测量条件：相同的负载、转速，相同的振动和转速测量位置，相同的反光条粘 贴位置，且能辨认出取得该系数时的试重位置。故上述第(2)、(3)步和下述 第(6)步均可省略。(4) 粘贴反光条 在转轴或转子表面上，沿与转子轴线平行的方向粘贴反光条。需保证反光条附近有一定的空间可安装用以固定转速传感器的工具，且反光条与转轴柱面的反 光性能有足够的反差。(5) 固定转速传感器 转速传感器需安装在磁性表座上，然后将表座吸附在一刚性金属表面，使传感器发出的激光束切割反光条通过

7、的位置上。转速传感器安装稳定与否直接影响 相位精度。(6) 选择试探质量 试探质量用以暂时改变一下转子的质量分布，以便找出试探质量与转子振动 之间的关系。试探质量太大，机器有可能达不到设定转速；试探质量太小，则振 动变化不明显，使测量结果不准确。注意积累经验以便于正确选择试探质量。单 面平衡用一块试探质量即可。双面平衡可使用两块不同的试探质量，也可使用同 一块试探质量。试探质量的选择可参考以下公式：n2(48)r(3ooo)MtKg式中： M 试探质量，tKgM转子质量r/minn平衡转速D0 始振幅，口mr转子半径，m3、单面试重法平衡步骤做完平衡准备工作后，单面试重法平衡步骤如下：(1)

8、将振动传感器吸附在选好的测点上，转速传感器固定在对着反光条通过 的位置上。(2) 将振动传感器和转速传感器连接到动平衡仪上，注意理顺导线，防止被 绞进转子；开启动平衡仪。(3) 启动机器至设定转速，稳定后测量并存储初始振动烈度和相位。(4) 停止机器，把选定的试探质量安置在选好的试重位置上，并在仪器中输 入所加试重的质量。(5) 重新启动机器，稳定后测量并存储加试重后的振动烈度和相位。(6) 用仪器进行平衡结算得到所需安置的校正质量大小和位置角度。(7) 停止机器转动，除去试探质量。将解算出的校正质量安置在校正圆上校 正角度指定的位置。若由于转子结构问题，此位置不可安置校正质量，则可执行 现场

9、动平衡仪的矢量分解功能。将此校正质量分解成两个分量，安置到两个方便 安置的位置上。校正质量的安置角度由试探质量所在位置起沿转子转动方向度 量。若不想去出试探质量，也可以将其作为一个矢量分量(角度为零度)，算出 另一个矢量分量，使二者合成结果等效于校正质量，然后按算出的分量的大小和 角度安置在转子上。(8) 再次启动机器，稳定后测量并存储剩余振动烈度，将其与初始振动烈度 比较，检查平衡效果如何及是否符合要求。若剩余振动烈度仍较大，则继续进行 平衡解算，得出第二次平衡需用的校正质量大小和位置角度。(9) 停止机器转动，将第二次平衡解算出的校正质量安置到校正面上。(10) 再次启动机器，稳定后测量并

10、存储第二次平衡后的剩余振动烈度。(11) 关闭机器，将本次存储的平衡数据发送至上位机中。4、单面影响系数法平衡做完平衡准备工作后，单面影响系数法平衡步骤如下：(1) 检查原转速反光条是否仍存在。若不存在，且原位置无法辨认，则该影 响系数失效，需改用试重法。若反光条反光性能下降，需要更换反光条，且要保 证与原位置重合。(2) 将振动传感器吸附在旧的测点标记上，转速传感器固定在对着反光条通 过的位置上。(3) 将振动传感器和转速传感器连接到动平衡仪上，注意理顺导线，防止被 绞进转子；开启现场动平衡仪。(4) 启动机器至设定转速，稳定后测量并存储初始振动烈度和相位。(5) 手动输入影响系数或使用下载

11、的影响系数进行平衡解算，得到需用的校 正质量大小和位置角度。(6) 停止机器转动，将解算出的校正质量安置在校正圆上校正角度指定的位 置。若由于转子结构问题，此位置不可安置校正质量，则可执行现场动平衡仪的 矢量分解功能。将此校正质量分解成两个分量，安置到两个方便安置的位置上。 校正质量的安置角度由试探质量所在位置起沿转子转动方向度量。(7) 再次启动机器，稳定后测量并存储剩余振动烈度，将其与初始振动烈度 比较，检查平衡效果如何及是否符合要求。若剩余振动烈度仍较大，则继续进行 平衡解算，得出第二次平衡需用的校正质量大小和位置角度。(8) 停止机器转动，将第二次平衡解算出的校正质量安置到校正面上。(

12、9) 再次启动机器，稳定后测量并存储第二次平衡后的剩余振动烈度。(10) 关闭机器，将本次存储的平衡数据发送至上位机中。5、双面试重法平衡步骤双面试重法平衡步骤与单面试重法平衡类似，但是必须在两个平面内测量振 动，并在两个平面上进行校正。双面试重法平衡步骤如下(见图2-1)：(1) 将振动传感器吸附在选好的测点A平面上。(2) 转速传感器固定在对着反光条通过的位置上。(3) 将振动传感器和转速传感器连接到动平衡仪上，注意理顺导线，防止被 绞进转子；开启现场动平衡仪。(4) 启动机器至设定转速，稳定后测量并存储测点A平面处的初始振动烈度 和相位。(5) 将振动传感器移到选定的测点B平面处，稳定后

13、测量并存储测点B平面处12A B图2-1双面转子平衡的初始振动烈度和相位。(6) 停止机器转动，将选定的试探质量1安置在选好的校正平面1内的试重位 置标记处。在仪器中输入所加试探质量1的质量值。(7) 将振动传感器移到测点A平面处，重新启动机器至设定转速，稳定后测 量并存储加试探质量1后测点A平面处的振动烈度和相位。(8) 将振动传感器移到测点B平面处，稳定后测量并存储加试探质量1后测点 B平面处的振动烈度和相位。(9) 停止机器转动，除去校正平面1内的试探质量1。将选定的试探质量2 (可 以仍旧使用试探质量1)安置在选好的校正平面2内的试重位置标记处。在仪器中 输入所加试探质量2的质量值。(

14、10) 将振动传感器移到测点A平面处，再次启动机器至设定转速，稳定后测 量并存储加试探质量2后测点A平面处的振动烈度和相位(11) 将振动传感器移到测点B平面处，稳定后测量并存储加试探质量2后测 点B平面处的振动烈度和相位。(12) 用仪器进行平衡结算得到所需安置的校正质量1的大小、角度和校正质 量2的大小、角度。(13) 停止机器转动，除去试探质量2。将解算出的校正质量1安置在校正面1 上，校正质量2安置在校正面2上，每一校正质量的安置半径与其校正面上的试探 质量安置半径相同，安置角度由其校正面上的试探质量所在位置起沿转子转动方 向度量。在任一校正面上，若由于转子结构问题，此位置不可安置校正

15、质量，则 可执行现场动平衡仪的矢量分解功能。将该校正面上的校正质量分解成两个分 量，安置到两个方便安置的位置上。(14) 将振动传感器移到测点A平面处，重新启动机器，稳定后测量并存储测 点A平面处的剩余振动烈度和相位。(15) 将振动传感器移到测点B平面处，稳定后测量并存储测点B平面处的剩 余振动烈度和相位。(16) 将测点A、B平面处的剩余振动烈度与初始振动烈度比较，检查平衡效 果如何及是否符合要求。若剩余振动烈度仍较大，则继续进行平衡解算，得出第 二次平衡需用的校正质量大小和位置角度。(17) 停止机器转动，将第二次平衡解算出的两个校正质量分别安置到两个 校正面上。(18) 将振动传感器移到测点A平面处，重新启动机器，稳定后测量并存储测 点A平面处第二次平衡后的剩余振动烈度和相位。(19) 将振动传感器移到测点B平面处，稳定后测量并存储测点B平面处第二 次平衡后的剩余振动烈度和相位。(20) 关闭机器，将本次存储的平衡数据发送至上位机中。6、双面影响系数法平衡步骤双面影响系数法平衡步骤如下：(1) 检查原转速反光条是否仍存在。若不存在，且原位置无法辨认，则该影 响系数失效，需改用试重法。若反光条反光性能下降，需要更换反光条，且要保 证与原位置重合。(2) 将振动传感器吸附在旧的测点A平面处，转速传感器固定在对着反光条通 过的位置上。(3) 将振动传感器和转速传感器