动平衡方法的理论研究与实际应用..docVIP

动平衡方法的理论研究与实际应用 【摘要】介绍了现场单、双面动平衡的原理、数学模型及用计算机程序实现的方法，并附有工程实践的成功案例佐证，本方法仅用一个相位传感器和一个加速度传感器即可完成，简单科学有效。 关键词：相位、静平衡、刚性转子、挠性转子、单面动平衡、双面动平衡 平衡技术是伴随着旋转机械的制造和使用而产生的，旋转机械在工作时往往由于转子不平衡质量的惯性离心力或惯性力矩会产生大的振动，而振动大会危害设备、财产和生命安全，因此掌握平衡技术就显得尤为重要。 平衡分类有多种，有静平衡、动平衡，有单平面动平衡、双平面动平衡、多平面动平衡，有刚性转子的动平衡、挠性转子的动平衡，有试验室动平衡机的动平衡、现场动平衡等等。 其中现场动平衡是平衡技术的一个重要的分支，它是区别于试验室平衡机的平衡而言，具有以下几个优点：①在实际轴承中运行，处于实际工作状态，平衡效果好；②免了拆卸安装运输，工作量小，省事省力；③现场操作方便快捷，省工期工时，能最大限度的避免停机损失。 现场动平衡仪器现在已为广大工业用户所广泛熟练使用，但多仅局限于操作使用上，即对其原理往往不甚了解，为此笔者结合本电厂设备问题对（刚性转子）动平衡的理论做了一番探索。 影响系数法动平衡原理：将已知质量的试重加到转子上，通过实际测量振动求出此时的影响系数，再利用求得的影响系数根据支承振动要求算出转子的不平衡量。这里的振动、质量均是矢量，伴随有相位的变化。其数学模型如下： 一、单平面动平衡：对于轴向长度与直径相比窄小的转子的平衡，如通常风机转子的平衡。 将传感器安装在轴承处并使转子旋转，设此时的轴承的振动矢量为A；停车在转子的已知角度处加上已知质量的试重U0，重新使转子旋转，假设此时的轴承振动矢量为B；则U0对轴承振动的影响为矢量（B-A），因此影响系数为α＝，参见矢量图： 设应校正的不平衡即配重为矢量U，取下试重U0且加上U后，U对轴承振动的影响为矢量αU＝-A，使得合成的振动结果为零，即 A+αU＝0 从而解得 U＝ 如果依此次计算结果配重，振动测量结果有所减小但仍未达到理想效果，则还可以进一步进行循环迭代计算，循环迭代方法是：设加上配重U后，振动测量结果为矢量F，仍沿用影响系数α，则有 F+αU＇＝0 其中U＇为在保留一次配重U的基础上另加的二次配重量 从而推出 U＇＝ 实例数据：一台引风机，最初振动测量值为A=（4.76mm/s，83度）5g，52度） 如斯配重，结果振动值降为（0.5 mm/s，142度），已符合国际标准，平衡工作结束。 上式在实际计算时，因各个数值都是复数，手工算虽可以做到但相当麻烦。为此我用FORTRAN语言编写了一套计算机程序：可以准确快捷地计算出应该加上的配重量。经实践验证，非常有效。 程序清单如下：q.for character result COMPLEX A,U0,B,U,F READ(*,*) W0,X0,y0,X1,Z0,X2 A=CMPLX(W0*COS(X0*3.1415926/180),W0*SIN(X0*3.1415926/180)) U0=CMPLX(y0*COS(X1*3.1415926/180),y0*SIN(X1*3.1415926/180)) B=CMPLX(Z0*COS(X2*3.1415926/180),Z0*SIN(X2*3.1415926/180)) U=U0*A/(A-B) 100 T=ABS(U) C=REAL(U) D=AIMAG(U) IF(C*D.GT.0.and.C*D.NE.0) THEN IF(C.GT.0) THEN Q=57.29578*ATAN(D/C) ELSE Q=180+57.29578*ATAN(D/C) ENDIF ENDIF IF(C*D.LT.0.and.C*D.NE.0) THEN IF(C.LT.0) THEN Q=180+57.29578*ATAN(D/C) ELSE Q=360+57.29578*ATAN(D/C) ENDIF ENDIF IF(C.EQ.0.a