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现场动平衡的校验流程

检测仪

来源:检测仪 点击数:2741次 更新时间:2015-1-22 14:17:19
诊断名称:现场动平衡的校验流程
备注信息:

运行中的转子出现不平衡是必然;
    特别是高速回转的机械振动,转子不平衡是主要激振力;如风机、水泵电机、汽轮发电机组等,其振动主要原因是转子不平衡,因此解决转子不平衡是消除现场运行振动的一项重要措施。

    过去人们习惯于转子离机平衡,即在专门的动平衡机上进行平衡。这样做需要揭盖、拆卸、运输转子等工序。检修时间长,工序复杂,费用高,对大型转子尤其困难。
    因此,人们普遍推崇现场动平衡技术。

现场动平衡带来的效益:

缩短检修时间,降低修理费用,减少停机损失;
检验平衡效果和精度直观准确,且平衡成本低;
现场动平衡不仅能在额定工作转速范围内平衡,而且还可以再带负荷等多种工况下平衡;

1、产生不平衡的原因
    转子不平衡是由于转子部件质量偏心或转子部件出现缺损造成的故 障。据统计,旋转机械约有70%的故障与转子不平衡有关。

    不平衡是各种旋转机械中zui普遍存在的故障。引起转子不平衡的原因是多方面的,如转子的结构设计不合理 、机械加工质量偏差、装配误差、材质不均匀、动平衡精度差;运行中联轴器相对位置的改变;转子部件缺损,如:运行中由于腐蚀、磨损、介质不均匀结垢;转子受疲劳应力作用造成转子的零部件(如:叶轮、叶片等)局部损坏、脱落,产生碎块飞出等。

    重新调整转子的质量分布,以使得转子的轴线与其中心主惯性轴线相重合。       
    在转子旋转时,利用仪器测试其转动时的不平衡量存在的位置以及大小然后根据所得数据再相对位置增加或减少重量来实现平衡。

    造成转子不平衡的具体原因很多,按发生不平衡的过程可分为原始不平衡、渐发性不平衡和突发性不平衡等几种情况。
    
(1)原始不平衡:由于转子制造误差、装配误差以及材质不均匀等原因造成的,如出厂时动平衡没有达到平衡精度要求,在投用初期,便会产生较大的振动。

(2)渐发性不平衡:是由于转子上 不均匀结垢,介质中粉尘的不均匀沉积,介质中的颗粒对叶片及叶轮的不均匀磨损以及工作介质对转子的腐蚀等因素造成的。其表现为振动值随运行时间的延长而逐渐增大。

(3)突发性不平衡:是由于转子上零部件脱落或叶轮流道有异物附着、卡塞造成,机组振动值突然增大后稳定在一定水平上。

动不平衡按其机理分类:
  静不平衡
  动不平衡
  动静综合不平衡

转子不平衡故障的主要振动特征是:
(1)振动的时域波形近似为正弦波; 
(2)频谱图中一倍频为主要频率;
(3)振幅随着转速的增大而增大;

(4)当工作转速一定时,相位稳定;
(5)转子的轴心轨迹为椭圆;
(6)从轴心轨迹观察其进动特征为同步正进动。

转子不平衡的振动特征表:


序号

特征参量

故障特征

原始不平衡

渐变不平衡

突发不平衡

1

时域波形

正弦波 

正弦波 

正弦波 

2

特征频谱

1f

1f

1f

3

常伴频率

较小的高次谐波

较小的高次谐波

较小的高次谐波

4

振动稳定性

稳定

稳定

稳定

5

振动方向

径向

径向

径向

6

相位特征

稳定

渐变

突发后稳定

7

轴心轨迹

椭圆

椭圆

椭圆

8

进动方向

正进动

正进动

正进动


现场动平衡必备的条件:

只有具有不平衡故障的设备才可以实施的现场平衡校验;
能进行多次在工作转速范围内的起动运转;
能在转子上进行校正平衡配重工作;

现场动平衡的准备工作:

1、初步判断振动的原因
2、初步确定平衡的方案(单,双面)
3、确定测点安装振动传感器(轴承位置)
4、准备好配重的工具(配重块、电气焊等)

现场动平衡校验的流程图:

1、问:动平衡时试重应该加多大 ?加重的位置有何要求? 
      
      答:加重的多少可以根据转子的重量、转速和加重半径有关,在仪器中输入后按计算即可。试重的位置可以在任意位置,但是引以的差量要大于20% ,KMbalancer会自动提示。

2、问:动平衡时相位不稳,是否可以做?

   答:如果变化不大,可以做现场动平衡。如果变化较大,建议检查一下设备的振动原因。一般当相位不稳定时,动平衡的效果不是很好。

3、问:立式转子的平衡和卧式转子的平衡有何差别?

      答:动平衡跟转子是否是立式或者卧式无关,平衡的方法和原理是完全一样的。

4、问:动平衡时能够非常理想的将一倍频值降低为零吗?使得设备完全平衡?

       答:不可能将一倍频值降为零,设备不可能完全平衡。

例1、热电厂甲侧引风机      现场动平衡校验。
    说明:现场动平衡校验前,该机组振动值较大的为3#测点水平方向,振值为63μm,校验后该测点振值为8.65μm。配重部位为风机轮毂,测试部位为3#测点水平方向。

校验过程及结果:

    克拉玛依石化公司2#发电机组现场动平衡校验。

该机组振动值较大的为4#测点水平方向,校验前振值为26.9μm,校验后该测点振值为9.4μm,满足控制指标。

配重部位为发电机配重槽内,测试部位为4#测点水平方向。

现场动平衡校验过程及结果:


校验前

校验过程

校验后

振动值
µm

一配重 

第二次配重 

残余不平衡量 

振动值
µm

位置
  (º)

质量    (g) 

位置
  (º)

质量    (g)

位置
  (º)

质量    (g)

26.9

220

250

250

100

214

10

9.4


热电厂1#炉乙侧排粉机现场动平衡校验。
说明:现场动平衡校验前,该机组振动值较大的为2#测点水平方向,振值为124μm,校验后该测点振值为44.7μm,振值符合控制范围。

现场动平衡校验过程及结果:

热电厂2#炉 排烟风机现场动平衡校验。

说明:现场动平衡校验前,该机组振动值较大的为2#测点水平方向,振值为202μm,校验后该测点振值为38.9μm,振值符合控制范围。配重部位为风机轮毂,测试部位为2#测点水平方向

现场动平衡校验过程及结果:

八钢炼铁分公司维修中心球团除尘引风机组现场动平衡校验。

现场动平衡校验前,该机组振动值较大的为4#测点水平方向,振值为341μm,经现场动平衡校验并带负荷运行后,4#测点水平方向振值为12μm,振值处于控制范围内。配重部位为风机轮毂,测试部位为4#测点水平方向。

现场动平衡校验过程及结果:

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