轉(zhuǎn)子動平衡是電機生產(chǎn)制造過程的重點和關(guān)鍵工序,對于小規(guī)格低轉(zhuǎn)速電機,有的電機廠家通過生產(chǎn)過程控制,略去了轉(zhuǎn)子平衡過程,但對于高轉(zhuǎn)速、大規(guī)格產(chǎn)品,動平衡都列為生產(chǎn)加工過程的關(guān)鍵性工序。Ms.參朋友小L所在的企業(yè)遇到一個規(guī)格共10臺高壓電機,生產(chǎn)加工過程跟蹤環(huán)節(jié)沒有發(fā)現(xiàn)任何異常,但電機試驗時無一例外的表現(xiàn)為振動;經(jīng)過反復的檢查和論證,認為屬于撓性轉(zhuǎn)子動平衡環(huán)節(jié)的問題。
動平衡和靜平衡
靜平衡是在轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子在靜態(tài)時是在許用不平衡量的規(guī)定范圍內(nèi),靜平衡又稱單面平衡,靜平衡是重量平衡。
動平衡是在轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子動態(tài)時是在許用不平衡量的規(guī)定范圍內(nèi),動平衡又稱雙面平衡,動平衡是重力矩平衡。
剛性轉(zhuǎn)子和撓性轉(zhuǎn)子
如果轉(zhuǎn)子的工作轉(zhuǎn)速相對比較低,其旋轉(zhuǎn)軸線撓曲變形可忽略不計,這樣的轉(zhuǎn)子稱為剛性轉(zhuǎn)子。相反,隨著機組容量的增大,機組轉(zhuǎn)子的軸向尺寸越來越大。細而長的轉(zhuǎn)子,特別是轉(zhuǎn)速相對高的轉(zhuǎn)子,撓性增加,對于這樣的轉(zhuǎn)子,一般稱為撓性轉(zhuǎn)子。
剛性和撓性轉(zhuǎn)子平衡差異
對于工作轉(zhuǎn)速遠低于臨界轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子,不平衡量引起的變形很小。這種轉(zhuǎn)子可按剛體處理,動平衡可在低速下進行,稱為剛性轉(zhuǎn)子的動平衡。在進行剛性轉(zhuǎn)子動平衡時,各微段的不平衡量引起的離心慣性力系可以簡化到任意選定的兩個截面上去,在這兩個面上作相應的校正即可完成動平衡。
事實上,采用剛性轉(zhuǎn)子的動平衡理論和方法,對撓性轉(zhuǎn)子的平衡達不到預期效果。Ms.參朋友所說的10臺高壓電機轉(zhuǎn)子是2P電機,其轉(zhuǎn)子鐵芯相對較短,而軸又相對較長且細,是典型的撓性轉(zhuǎn)子。
撓性轉(zhuǎn)子為什么容易振動?
撓性轉(zhuǎn)子在不平衡質(zhì)量離心力作用下要產(chǎn)生變形,即所謂彈性彎曲,同時其變形程度也會隨轉(zhuǎn)速而變化。
撓性轉(zhuǎn)子本身剛度差,在高速旋轉(zhuǎn)中,其不平衡離心力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子動撓度將進一步產(chǎn)生附加離心力,導致轉(zhuǎn)子強烈振動。
對于撓型轉(zhuǎn)子,應在全工作轉(zhuǎn)速工況下達到運行平穩(wěn),所以說撓性轉(zhuǎn)子應在全速工況及盡力接近工作轉(zhuǎn)速下平衡。與剛性轉(zhuǎn)子相同,撓性轉(zhuǎn)子的不平衡所產(chǎn)生的振動與轉(zhuǎn)速呈正相關(guān)。
大多數(shù)的動平衡設備額定轉(zhuǎn)速受到設備本身的限制,為了確保轉(zhuǎn)子平衡的需求,目前市場上有針對于高速大規(guī)格轉(zhuǎn)子的動平衡設備,可承擔旋轉(zhuǎn)機械轉(zhuǎn)子高速動平衡、超速試驗以及新產(chǎn)品強度與振動等實驗研究。轉(zhuǎn)子種類包括:汽輪機轉(zhuǎn)子、發(fā)電機轉(zhuǎn)子、壓縮機轉(zhuǎn)子、風機轉(zhuǎn)子等。轉(zhuǎn)速最高達15000r/min。
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