1、轉(zhuǎn)子找平衡,目錄,振動標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范,在國內(nèi)外得到公認的廣泛使用的旋轉(zhuǎn)機器振動判斷標(biāo)準(zhǔn) 國際標(biāo)準(zhǔn)化組織 ISO7919， ISO10816 中 國 GB/T 11348 GB/T 6075 美 國 API610；API611； API617； API670

2、 德 國 VDI2056；VDI2059 英 國 BS4675 加拿大 CDA/MS/NVSH 107,轉(zhuǎn)子找靜平衡,轉(zhuǎn)子找靜平衡,靜平衡類型,轉(zhuǎn)子找靜平衡,靜平衡的準(zhǔn)備工作,靜平衡工作臺及軌道截面形狀1—軌道；2—臺架,轉(zhuǎn)子找靜平衡,靜平衡的準(zhǔn)備工作

3、,轉(zhuǎn)子找靜平衡,兩次加重法找顯著靜不平衡,平衡重計算： （g）,轉(zhuǎn)子找靜平衡,秒表法找不顯著靜不平衡,平衡重計算： （g）,轉(zhuǎn)子找靜平衡,靜平衡的標(biāo)準(zhǔn),振動標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范,振動標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范,機器狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷的國際標(biāo)準(zhǔn),ISO 13372:2004 Terminology for the fields of conditio

4、n monitoring and diagnostics of machines 機器狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷領(lǐng)域的術(shù)語ISO 13373-1:2002Condition monitoring and diagnostics of machines Vibration condition monitoring Part 1: General procedures機器的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷 機器的振動監(jiān)測 第1部

5、分:一般準(zhǔn)則ISO 13373-2:2004Condition monitoring and diagnostics of machines Vibration condition monitoring Part 2: Processing, analysis and presentation of vibration dataISO 13374-1:2003Condition monitoring and diag

6、nostics of machines Data processing, communication and presentation Part 1: General guidelines,振動標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范,機器狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷的國際標(biāo)準(zhǔn),ISO 13374-2:2007Condition monitoring and diagnostics of machines Data processing, communic

7、ation and presentation Part 2: Data processing ISO 13379 :2003Condition monitoring and diagnostics of machines General guidelines on data interpretation and diagnostics techniques數(shù)據(jù)解釋和診斷技術(shù)的一般準(zhǔn)則ISO 13381:2004C

8、ondition monitoring and diagnostics of machines Prognostics Part 1: General guidelines,振動標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范,機器狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷的其他標(biāo)準(zhǔn),美國石油學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)：API670Vibration, axial-position, and bearing-temperature monitoring振動，軸向位置和軸承溫度監(jiān)測系統(tǒng)(ISO 108

9、17-1:1998)API678Accelerometer-Based Vibration Monitoring System基于振動加速度計的振動監(jiān)測系統(tǒng)美國機械工程師協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)：ASME OM-14Guidelines for vibration monitoring of rotating equipment 旋轉(zhuǎn)設(shè)備振動監(jiān)測指南美國國家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)：ANSI S2.17-1980(ASA 24-1980)

10、American National StandardTechniques of machinery Vibration Measurement機器振動測量技術(shù),振動標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范,ISO7919-1~5 非往復(fù)式機器的機械振動 在旋轉(zhuǎn)軸上的測量和評價第1部分：總則 ISO 7919-1:1996 (GB/T11348.1-1999)第2部分：陸地安裝的大型汽輪發(fā)電機組ISO 7919-2:2009 (GB/T11348.2-2

11、007)第3部分：耦合的工業(yè)機器 ISO 7919-3:2009 (GB/T11348.3-1999)第4部分：燃氣輪機ISO 7919-4:2009 (GB/T11348.4-1999)第5部分：水力發(fā)電廠和泵站機組 ISO 7919-5:2005 (GB/T11348.5-2008)ISO10816-1~6 機械振動 在非旋轉(zhuǎn)部件上測量和評價機器振動第1部分：總則ISO 10816-1:1995/Amd 1:200

12、9 (GB/T 6075.1-1999)第2部分：陸地安裝的功率超過50MW的大型汽輪發(fā)電機組ISO 10816-2:2009第3部分：額定功率大于15Kw額定轉(zhuǎn)速在120?15000rpm在現(xiàn)場測量的 工業(yè)機器ISO 10816-3:2009第4部分：不包括航空器類的燃氣輪機組ISO 10816-4:2009第5部分：水力發(fā)電廠和泵站機組ISO 10816-5:2000第6部分：額定功率超過10

13、0KW的往復(fù)式機器ISO 10816-6:1995第7部分：包括在旋轉(zhuǎn)軸上測量的工業(yè)用旋轉(zhuǎn)動力泵ISO 10816-7:2009,振動標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范,ISO10816-1:1995：I 類 發(fā)動機和機器的單獨部件15KW 以下的小型設(shè)備II 類 無專用基礎(chǔ)的中型機器(15-75KW)專用剛性基礎(chǔ)上300KW以下中型機器III 類 剛性基礎(chǔ)上的大型機器IV 類 柔性基礎(chǔ)上的大型機器,區(qū)域說明：A 新使用機器的振動區(qū)域

14、B 通?？山邮艿某Ｆ诠ぷ鞯臋C器振動區(qū)域C 通常不能令人滿意的長期工作的機器振動區(qū)域D 振動值落在這個區(qū)域的，其振動足以能損壞機器。,振動標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范,該標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍是操作轉(zhuǎn)速為 10~200Hz(600~12000RPM)的機器。典型的這類設(shè)備包括：小型直聯(lián)式電機和泵,通用電機、中型電機、發(fā)電機、蒸汽 透平、透平壓縮機、離心泵和風(fēng)機。部分機器使用剛性或柔性聯(lián)軸器聯(lián)結(jié)，或者通過齒輪 箱聯(lián)結(jié)。旋轉(zhuǎn)軸可以是水平、垂直或者傾斜任意角

15、度放置。 機器分類如下: Ⅰ類機器—在正常運行條件下,與整機連成一體的發(fā)動機或機器的單獨部件(15kW 及以下功率的電動機是這類機器的典型例子) 。Ⅱ類機器—無專用基礎(chǔ)的中型機器(典型機器如 15~75kW 的電動機),剛性安裝的 發(fā)動機以及安裝在專用基礎(chǔ)上的機器(功率可達 100kW)。Ⅲ類機器—振動測量方向上相對剛度較大的重型基礎(chǔ)上安裝的大型原動機和其它大 型旋轉(zhuǎn)機械。 Ⅳ類機器—振動測量方向上相對剛度較小的基礎(chǔ)上安裝的大

16、型原動機和其它大型旋 轉(zhuǎn)機械(如透平發(fā)電機組,特別是輕型結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上的透平機組)。注意: 該ISO標(biāo)準(zhǔn),對主要工作部件是往復(fù)運動的原動機和被驅(qū)動機不適用.,振動標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范,振動標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范,美國石油學(xué)會API標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)振動的要求,MCS:最大連續(xù)轉(zhuǎn)速 rpm1密爾=25.4?mVp:振動速度峰值 Sppm:振動位移峰峰值的最大值,振動標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范,美國石油學(xué)會API軸振動標(biāo)準(zhǔn)值 (振動位移 峰峰值),振動標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范,振動報警門限經(jīng)驗

17、準(zhǔn)則,速度峰值 SP mm/s600~60000 rpm,振動標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范,風(fēng)機振動標(biāo)準(zhǔn),風(fēng)機不同轉(zhuǎn)速下的參考允許振幅值：,振動標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范,風(fēng)機振動標(biāo)準(zhǔn),原水電部標(biāo)準(zhǔn),振動標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范,風(fēng)機振動標(biāo)準(zhǔn),電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),DL/T468—2004《電站鍋爐風(fēng)機選型和使用導(dǎo)則》,振動標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范,風(fēng)機振動標(biāo)準(zhǔn),國家標(biāo)準(zhǔn),GB/T 6075.3-2011機械振動 在非旋轉(zhuǎn)部件上測量評價機器的振動 第3部分：額定功率大于15kW額定轉(zhuǎn)速在120 r/mi

18、n至15000r/min之間的在現(xiàn)場測量的工業(yè)機器,,轉(zhuǎn)子動平衡,轉(zhuǎn)子動平衡,轉(zhuǎn)子不平衡狀態(tài),轉(zhuǎn)子動平衡,轉(zhuǎn)子動平衡理論基礎(chǔ),1）在一定角速度（或轉(zhuǎn)速n）時，轉(zhuǎn)子振動產(chǎn)生的振幅A0正比于轉(zhuǎn)子的不平衡重G；2）振幅相位滯后不平衡力一個角度，稱為滯后角φ，轉(zhuǎn)速、軸承結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)一定情況下，其滯后角是一個定值。3）當(dāng)轉(zhuǎn)子上有兩個以上的不平衡力時，其合成振幅也是按各力產(chǎn)生的分振幅矢量相加；4）平衡重Q產(chǎn)生的平衡振幅AQ與原始不平衡重G產(chǎn)

19、生的原始振幅A0大小相等，方向相反，組成的合振幅等于零，從而消除轉(zhuǎn)子振動。,轉(zhuǎn)子動平衡,三次加重法,1）檢查轉(zhuǎn)子，確認無誤后，啟動轉(zhuǎn)子，測量并記錄原始振幅A0。2）選取試加重P。3）將平衡面在試加重圓周三等分，并標(biāo)記“1”、“2”、“3”。4）將試加重P依次加在三等分點上，測量并記錄共振振幅A1、A2、A3。5）用作圖法求出應(yīng)加平衡重的位置及其大小。,1. 步驟,轉(zhuǎn)子動平衡,三次加重法,2. 作圖,轉(zhuǎn)子動平衡,三次加重法,例1,

20、某轉(zhuǎn)機原始振動A0=53μm，選取試加重P=60.3g，0°時測得振動A1=69μm，120°時測得振動A2=54μm，240°時測得振動A3=42μm。求平衡重大小及位置。,轉(zhuǎn)子動平衡,三次加重法,例1,加在202°位置。,轉(zhuǎn)子動平衡,三次加重法,例2,9-26N0100 型風(fēng)機，流量8.317m3/h，全壓5065Pa，電機直連驅(qū)動，變頻調(diào)速，轉(zhuǎn)速1460r/min，基礎(chǔ)橡膠塊柔性支撐，電機

21、型號YBP-280S-4W，功率75kW。,轉(zhuǎn)子動平衡,三次加重法,例2,葉輪圓周3等分A、B、C，初始加重62g，測試風(fēng)機非驅(qū)動端軸承垂直方向的振動。,轉(zhuǎn)子動平衡,三次加重法,例2,加在B點向A點偏轉(zhuǎn)44°位置。,轉(zhuǎn)子動平衡,三次加重法,例3,某電廠600 MW鍋爐采用豪頓華公司生產(chǎn)的轉(zhuǎn)速為1480 r／min的2臺動葉可調(diào)ANT1938／1250N型一次風(fēng)機，葉輪直徑1938 mm，兩級葉片同步調(diào)節(jié)，每級22個葉片。當(dāng)風(fēng)機

22、運行過程中，葉片可通過液壓調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)角度，調(diào)整范圍0°-60°。(1)主要技術(shù)規(guī)范：風(fēng)量95.93 m3／s；風(fēng)機總壓升11849.5Pa；進口介質(zhì)溫度20℃；進口介質(zhì)密度1.0781kg／m3。(2)額定(600 MW)工況：風(fēng)量137.51m3／s；風(fēng)機總壓升15404.3Pa；進口介質(zhì)溫度27℃；進口介質(zhì)密度1.053 kg／m3。,轉(zhuǎn)子動平衡,三次加重法,例3,試加重52g，葉輪圓周等分A、B、C三

23、點，試重分別加在三點，啟動風(fēng)機。,轉(zhuǎn)子動平衡,三次加重法,例3,,,,轉(zhuǎn)子動平衡,三次加重法,例3,加在C點向A點偏轉(zhuǎn)24°位置。,轉(zhuǎn)子動平衡,三次加重法,例3,轉(zhuǎn)子動平衡,影響系數(shù)法,步驟：1）在裸露的軸頸上貼鑒相片（反光片）。2）啟動轉(zhuǎn)子后，測量并記錄不平衡重產(chǎn)生的原始振動。3）選取試加重T。4）在轉(zhuǎn)子上加試加重，啟動轉(zhuǎn)子，測量并記錄合成振動5）求解影響系數(shù)。6）求解應(yīng)加平衡重。注：加重的角度是以鍵相槽為零

24、位，逆轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向的角度。,轉(zhuǎn)子動平衡,影響系數(shù)法,——原始振動,——試加重后產(chǎn)生的振動,影響系數(shù),——試加重,轉(zhuǎn)子動平衡,影響系數(shù)法,——平衡重,平衡方程,轉(zhuǎn)子動平衡,影響系數(shù)法,例1,電廠350 MW 汽輪機組配置有兩臺ASN -1950/1000 型動葉可調(diào)軸流式送風(fēng)機, 由額定轉(zhuǎn)速為1 500 r/ min 的電機驅(qū)動, 電機和風(fēng)機通過金屬片柔性聯(lián)軸器連接。,轉(zhuǎn)子動平衡,影響系數(shù)法,原始振動,初次加重質(zhì)量為146 g, 加重方位

25、為逆轉(zhuǎn)向225°(相對于反光紙)。加重后再次啟動測試, 其振動信息見下表。,轉(zhuǎn)子動平衡,影響系數(shù)法,影響系數(shù),應(yīng)加平衡重量,轉(zhuǎn)子動平衡,影響系數(shù)法,轉(zhuǎn)子動平衡,影響系數(shù)法,例2,脫硫風(fēng)機為臥式懸臂結(jié)構(gòu)，由一臺異步電動機驅(qū)動，工作轉(zhuǎn)速60 r/min，其軸系結(jié)構(gòu)如圖所示。,轉(zhuǎn)子動平衡,影響系數(shù)法,現(xiàn)場在風(fēng)機葉輪上預(yù)留的平衡槽進行加重，第一次試加重1000g ∠0°，啟動風(fēng)機后進行數(shù)據(jù)測試，結(jié)果見表2。,轉(zhuǎn)子動平衡,影響

26、系數(shù)法,按影響系數(shù)1計算,按影響系數(shù)2計算,選擇哪個？,轉(zhuǎn)子動平衡,影響系數(shù)法,按影響系數(shù)1計算,轉(zhuǎn)子動平衡,影響系數(shù)法,按影響系數(shù)2計算,轉(zhuǎn)子動平衡,影響系數(shù)法,按影響系數(shù)1計算,加重后，理論上#1軸承振動0，#2號軸承殘余振動如下,按影響系數(shù)2計算,加重后，理論上#2軸承振動0，#1號軸承殘余振動如下,轉(zhuǎn)子動平衡,平衡加重,1）動平衡的試加重參考值一,式中 m—轉(zhuǎn)子質(zhì)量，kg。 A0—原始振幅，mm。

27、 r—固定試加重的半徑，mm。 n—轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，r/min。,（g）,轉(zhuǎn)子動平衡,平衡加重,2）動平衡的試加重參考值二（某平衡儀說明書）,式中 M—轉(zhuǎn)子質(zhì)量，kg。 r—固定試加重的半徑，mm。 n—轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，r/min。 G—轉(zhuǎn)子精度等級，mm/s，對于一般的風(fēng)機和水泵，G取6.3；對于汽輪發(fā)電機，G取2.5。,（g）,轉(zhuǎn)子動平衡,平衡加重,3）動平衡的試加重參考

28、值三,式中 A0—原始振幅，μm。 G—轉(zhuǎn)子質(zhì)量，kg。 g—重力加速度，9.8m2/s。 r—固定試加重的半徑，m。 ω—轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，rad/s。 s—靈敏系數(shù)。,轉(zhuǎn)子動平衡,平衡加重,3）動平衡的試加重參考值三,剛性轉(zhuǎn)子試加重量影響系數(shù)s,轉(zhuǎn)子動平衡,平衡加重,4）動平衡的試加重參考值四,轉(zhuǎn)子動平衡,平衡加重,平衡加重的分散系數(shù):,式中 θ—平衡加重

29、弧段的圓心角，弧度。,,當(dāng)量平衡加重：,轉(zhuǎn)子動平衡,平衡加重,離心式排粉風(fēng)機，設(shè)計為懸臂式支撐聯(lián)軸器，其型號規(guī)格為YM6—20N021.5D，共20個葉片，轉(zhuǎn)速為1480rpm，葉輪直徑2190 mm，葉輪重量約為1200 kg。在運行巡檢中，發(fā)現(xiàn)排粉風(fēng)機軸承箱風(fēng)輪側(cè)振動大，測得最大振動值為0.123mm，焊接平衡塊半徑取1000 mm。求試加重。,例1,轉(zhuǎn)子動平衡,平衡加重,電廠4×30MM機組使用的一次風(fēng)機型號為G4-7

30、3-11NO15D，轉(zhuǎn)速為1480 r/min，轉(zhuǎn)子質(zhì)量780kg，原始振動0.089mm，加重半徑750mm。求試加重。,例2,轉(zhuǎn)子動平衡,平衡加重,風(fēng)機動平衡，配重圓等分A、B、C三點，第三次試重62g加在C點。計算最終平衡重97.7g，應(yīng)加在B點偏A點方向44°。若不移除C點試重，如何加重以實現(xiàn)動平衡。,例3,轉(zhuǎn)子動平衡,平衡加重,轉(zhuǎn)子動平衡,平衡加重,例4,如圖，平衡槽中配重塊總質(zhì)量2000g，形成一90度圓弧，求其

31、等效質(zhì)量。,轉(zhuǎn)子動平衡,平衡加重,轉(zhuǎn)子動平衡,現(xiàn)場動平衡策略,1.現(xiàn)場動平衡的前提條件 動平衡手段適合處理穩(wěn)定的質(zhì)量不平衡問題。其最顯著的特征是“穩(wěn)定”，即在一定的轉(zhuǎn)速下振動特征穩(wěn)定，振幅和相位基本不受機組運行參數(shù)的影響。 在同一轉(zhuǎn)速、工況變化不大時，振幅波動約20%、相位在10 °～20°范圍內(nèi)的基頻振動可當(dāng)作穩(wěn)定的。,轉(zhuǎn)子動平衡,現(xiàn)場動平衡策略,2.影響動平衡效果的因素1）測量系統(tǒng)故障

32、 軸振測量中的機械或電氣偏差、傳感器固定支架共振、探頭或連接電纜損壞松動。,轉(zhuǎn)子動平衡,現(xiàn)場動平衡策略,2.影響動平衡效果的因素2）部件的松動 葉輪輪轂、軸承、軸承座地腳螺栓松動。,轉(zhuǎn)子動平衡,現(xiàn)場動平衡策略,2.影響動平衡效果的因素3）過大的振動 過大的振動或動靜摩擦使振幅進入非線性區(qū)域，即振幅值與不平衡力的大小不成線性關(guān)系。,轉(zhuǎn)子動平衡,現(xiàn)場動平衡策略,2.影響動平衡效果的因素4）軸承或結(jié)構(gòu)的

33、共振 轉(zhuǎn)子的工作轉(zhuǎn)速與軸系臨界轉(zhuǎn)速或軸承座等結(jié)構(gòu)固有頻率接近時產(chǎn)生共振，振動的幅值對不平衡量的大小非常敏感，此時加重響應(yīng)的線性度差。,轉(zhuǎn)子動平衡,現(xiàn)場動平衡策略,2.影響動平衡效果的因素5）軸系的不對中 軸系不對中時，轉(zhuǎn)子動平衡的影響系數(shù)和機械滯后角比正常時的數(shù)據(jù)偏差大。,轉(zhuǎn)子動平衡,現(xiàn)場動平衡策略,2.影響動平衡效果的因素6）轉(zhuǎn)子熱變形 轉(zhuǎn)子由于材質(zhì)不均勻、受熱不均勻、冷卻不均勻?qū)е聼嶙冃危斐?/p>

34、空載、帶負荷、啟停過程中振動產(chǎn)生不同的效果。,轉(zhuǎn)子動平衡,現(xiàn)場動平衡策略,2.影響動平衡效果的因素7）轉(zhuǎn)子裂紋 轉(zhuǎn)子裂紋具有一定深度后，轉(zhuǎn)軸會發(fā)生彎曲，使低速轉(zhuǎn)動量原始晃動發(fā)生變化，升降速、帶負荷時基頻振動增加。影響系數(shù)異常，平衡效果變差。,轉(zhuǎn)子動平衡,現(xiàn)場動平衡策略,2.影響動平衡效果的因素8）轉(zhuǎn)子偏心 質(zhì)量不平衡時同一軸承垂直和水平振動相位一般相差90°，轉(zhuǎn)子偏心時軸承的垂直或水平振動是相位差0

35、 °或180 °。其結(jié)果是動平衡降低一個方向的振動，增加其它方向的振動。,轉(zhuǎn)子動平衡,現(xiàn)場動平衡策略,2.影響動平衡效果的因素9）隨機變化的不平衡 轉(zhuǎn)子不平衡量發(fā)生無規(guī)律的隨機變化，無法進行有效動平衡。,轉(zhuǎn)子動平衡,現(xiàn)場動平衡策略,2.影響動平衡效果的因素10）振源及振型的誤判,轉(zhuǎn)子動平衡,雙面動平衡,影響系數(shù),轉(zhuǎn)子動平衡,雙面動平衡,平衡方程,轉(zhuǎn)子動平衡,雙面動平衡,例,動葉可調(diào)雙級軸流風(fēng)機，PAF

36、19-14-2型動葉可調(diào)雙級軸流式風(fēng)機，轉(zhuǎn)速1470r／min，額定功率2 240kW,轉(zhuǎn)子動平衡,取試加重量均為0.5kg，加在第一級葉輪(靠近非驅(qū)動端軸承)的加重平面上，角度為130°，啟動風(fēng)機測量電機和風(fēng)機的振動情況見表。,原始振動,,,,,,,,,轉(zhuǎn)子動平衡,保留第一級葉輪上的加重量，將0.5kg加在第二級葉輪(靠近驅(qū)動端)的加重平面上，角度110°，啟動風(fēng)機測量電機及風(fēng)機的振動情況見表。,上次振動,,,,,