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    張家口宣化北倫平衡機制造有限公司

    Xuanhua Beilun Balancing Machinery Co Ltd

     

     

     

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    摘自《旋轉機械的平衡》三輪修三 下村玄 著

    Theoretical basis for permanent calibration of hard bearing balancing machine


    From "The Balance of rotating machinery" by 三輪修三 下村玄

     

     

    轉子的動平衡和靜平衡概念介紹

    轉子的動平衡和靜平衡

    1、  定義

    1)靜平衡 在轉子一個校正面上進行校正平衡,校正后的剩余不平衡量,以保證轉子在靜態時是在許用不平衡量的規定范圍內,為靜平衡又稱單面平衡。

    2)動平衡 在轉子兩個校正面上同時進行校正平衡,校正后的剩余不平衡量,以保證轉子在動態時是在許用不平衡量的規定范圍內,為動平衡又稱雙面平衡。

    2、  轉子平衡的選擇與確定 如何選擇轉子的平衡方式,是一個關鍵問題。其選擇有這樣一個原則:只要滿足于轉子平衡后用途需要的前提下,能做靜平衡的,則不要做動平衡,能做動平衡的,則不要做靜動平衡。原因很簡單,靜平衡要比動平衡容易做,動平衡要比靜動平衡容易做,省功、省力、省費用。那么如何進行轉子平衡型式的確定呢?

    需要從以下幾個因素和依據來確定:

    1)  轉子的幾何形狀、結構尺寸,特別是轉子的直徑

            D與轉子的兩校正面間的距離尺寸b之比值,以及轉子的支撐間距等。

    2)  轉子的工作轉速。 有關轉子平衡技術要求的技術標準,如

              GB3215、API610第八版、GB9239ISO1940等。

    3)  轉子做靜平衡的條件在GB9239-88平衡標準中,對剛性轉子做靜平衡的條件定義為:

    "如果盤狀轉子的支撐間距足夠大并且旋轉時盤狀部位的軸向跳動很小,從而可忽略偶不平衡(動平衡),這時可用一個校正面校正不平衡即單面(靜)平衡,對具體轉子必須驗證這些條件是否滿足。在對大量的某種類型的轉子在一個平面上平衡后,就可求得最大的剩余偶不平衡量,并除以支撐距離。如果在最不利的情況下這個值不大于許用剩余不平衡量的一半,則采用單面(靜)平衡就足夠了從這個定義中不難看出轉子只做單面(靜)平衡的條件主要有三個方面:一個是轉子幾何形狀為盤狀;一個是轉子在平衡機上做平衡時的支撐間距要大;再一個是轉子旋轉時其校正面的端面跳動要很小。

     對以上三個條件作如下說明:

    1、  謂盤狀轉子主要用轉子的直徑D與轉子的兩校正面間的距離尺寸b之比值來確定。在API610第八版標準中規定D/b6時,轉子只做單面平衡就可以了;D/b6時可以作為轉子是否為盤狀轉子的條件規定,但不能絕對化,因為轉子做何種平衡還要考慮轉子的工作轉速。

    2、支撐間距要大無具體的參數規定,但與轉子校正面間距b之比值≥5以上均視為支撐間距足夠大。

    2、  轉子的軸向跳動主要指轉子旋轉時校正面的端面跳動,因為任何轉子做平衡試都是經過精加工的,加工后已保證了轉子的孔與校正面之間的行為公差,端面跳動很小。

    根據上述轉子做單面(靜)平衡的條件,再結合有關泵方面的技術標準(如GB3215API610第八版),只做靜平衡的轉子條件如下:

     1=對單級泵、兩級泵的轉子,凡工作轉速<1800/分時,不論D/b6D/b6只做靜平衡即可。但是如果要求做動平衡時,必須要保證D/b6,否則只能做靜平衡。

    2=對單級泵、兩級泵的轉子,凡工作轉速≥1800/分時,如果D/b6只做靜平衡即可。但平衡后的剩余不平衡量要等于或小于許用不平衡量的1/2。如果要求做動平衡,要看兩個校正面的平衡是否能在平衡機上分離開,如果分離不開,則只能做靜平衡。

    3=對一些開式葉輪等轉子,如果不能實現兩端支撐,只做靜平衡即可。因為兩端不能支撐,勢必進行懸臂,這樣在平衡機上做動平衡很危險,只能在平衡架上進行單面(靜)平衡。

    4、轉子做動平衡的條件 在GB9239標準中規定:"凡剛性轉子如果不能滿足做靜平衡的盤狀轉子的條件,則需要進行兩個平面來平衡,即動平衡。"只做靜平衡的轉子條件如下(平衡靜度G0.4級為最高精度,一般情況下泵葉輪的動平衡靜度選擇G6.3級或G2.5): 1、對單級泵、兩級泵的轉子,凡工作轉速≥1800轉/分時,只要D/b<6時,應做動平衡。 2、對多級泵和組合轉子(3級或3級以上),不論工作轉速多少,應做組合轉子的動平衡。


     

    風機平衡中工藝軸的技術要求

    在平衡機的技術指標中,有一個精度的參數:

     

    mar=1gmm/kg(μm)

     

        這個參數的意義意味著平衡機的測量精度在微米的數量級上,而工件的幾何加工精度在1絲--10絲之間,也就是說在10微米-100微米之間。從這個數量級的具體意義來看,轉子的平衡精度主要決定于工藝軸的幾何加工精度。

    轉子的平衡精度體現在具體的參數上為:

    設:轉子的質量W=30公斤,

    工藝軸的加工跳動為e = 5絲=50微米

    轉子的半徑為 r =200毫米

    那么,由工藝軸的跳動引起的不平衡量 m

    m=W×e/r=30×50/200=7.5g(克)

    U=mr=7.5×200=1500克毫米=150克厘米

    由此看來,5絲的精度有如此大的影響,而5絲的保證已經有所不易,所以平衡工藝軸的加工一定要經過磨削工藝,這樣才能保證平衡的最終精度目的。

    平衡工藝軸的修正極限為:當跳動大于5絲時,必需修正,否則平衡效果為假平衡。

    平衡工藝軸的材料以45號鋼,并經過調質熱處理后為最低要求。

    風機的平衡精度要求 G=6.3mm/s

    G=6.3mm/s=eω/1000=en/10000

    U=We=10000WG/n 克毫米=mr

    m=U/r 克

    轉子的質量 W 公斤 30公斤

    工藝軸的加工跳動為e 微米

    轉子的半徑為 r 毫米 200毫米

    不平衡量 m 克

    轉子的工作使用轉速 n 轉/分 2800轉/分

    例如:U=10000×30×6.3/2800=675克毫米

    m=U/r 克=675/200=3.375克

     


     

     

     

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