关于转子平衡问题的分析,这次的干货不容错过


在工厂设备中大多数运动是回转运动。人们把绕固定轴回转的构件称为转子。造成转子不平衡的原因主要是转子质量不均或制造安装误差等。转子若有不平衡重,旋转后会产生惯性离心力或惯性力偶矩,这样对轴承产生动压力,从而在轴承中引起附加摩擦力与附加内应力,致使轴承磨损加剧,并使零件的强度降低,寿命缩短;同时还会产生有害振动,导致机械的工作精度、可靠性、机械效率和使用寿命降低,甚至可能因共振而使机械损坏。为减小转子的不平衡危害,对转子要进行平衡,方法有计算法和试验法。在对转子进行结构设计时要用计算法进行平衡计算,转子制造出来后还需用试验法通过平衡试验,这样转子才能具有一定的平衡精度。


根据转子不平衡质量的分布情况,转子的平衡可分为静平衡和动平衡。静平衡是对于长径比L/D≤1/5的轴向宽度不大的转子(如叶轮、沙轮、齿轮等),可以近似地认为质量都分布在同一回转平面内,因其离心惯性力矩可忽略,故其不平衡仅由离心惯性力引起。转子的质心不在其回转轴线上,这样的不平衡状态,在转子静力状态下即可显示出来,如图1所示。把转子放在摩擦力很小的支承上,若转子的质心S不在回转轴线上,则在重力矩的作用下,转子将会转动,直到质心S转到回转轴线的铅垂下方时方能静止。这样的不平衡称为静不平衡,使这样的转子得以平衡的措施称为静平衡。


图1 静平衡示意

动平衡是对于宽度较大的转子(长径比L/D>1/5),质量分布则不能近似认为在同一回转面内,可看作在沿轴向互相平行的若干平面内,如图2和图3所示。在此情况下,即使回转件质心在其轴线上,也会形成惯性力矩,这种转子仍然是不平衡的,这种不平衡状态,只有当转子转动时才能显示出来,因而称为动不平衡,使这样的转子得以平衡的措施称为动平衡。


图2 动不平衡平面示意
图3 动不平衡立体示意

由理论分析和实验得知,对于静不平衡的转子,只需要在偏重位置的反方向加一个适当的配重,即可达到平衡。当然,根据结构条件,也可以在偏重方向适当位置处去掉一部分质量m’b(图4)。只要能保证mbrb=-m’br’b,同样能使转子达到平衡。但一般是做平衡试验来确定不平衡方向。

图4 静平衡图解示意

转子不平衡校正方法

转子的不平衡是因其中心主惯性轴与旋转轴线不重合而产生的。平衡就是改变转子的质量分布,使其中心主惯性轴与旋转轴线重合而达到平衡的目的。当测量出转子不平衡的量值或相位后,有以下校正方法。

(1)去重法 即在重的一方用钻孔、磨削、錾削、铣削和激光穿孔等方法去除一部分金属。

(2)加重法 即在轻的一方用螺钉连接、铆接、焊接和喷镀金属等方法,加上一部分金属。

(3)调整法 通过拧入或拧出螺钉以改变校正重量半径,或在槽内调整两个或两个以上配重块位置。

(4)热补偿法 通过对转子局部加热来调整工件装配状态。




因数据驱动  创万物智联

工业设备故障预测及健康管理解决方案提供商

立即咨询