化工裝置中轉(zhuǎn)機的動平衡技術(shù)研究與應(yīng)用

1、化工裝置中轉(zhuǎn)機的動平衡技術(shù)研究與應(yīng)用                        摘要:對化工生產(chǎn)裝置中轉(zhuǎn)機轉(zhuǎn)子的動平衡方法進行了研究、分析,提出了各種情況下轉(zhuǎn)機轉(zhuǎn)子動平衡的對策,為大型、關(guān)鍵機組的長周期運轉(zhuǎn)提供了技術(shù)支持。 關(guān)鍵詞:化工裝置 動平衡 技術(shù) 精度 一、引言 隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,化工生產(chǎn)裝置中的旋轉(zhuǎn)機械在生產(chǎn)中的所處的地位越來越重要,功率

2、越來越大、轉(zhuǎn)速越來越高、結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜,其中,作旋轉(zhuǎn)運動的轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的不平衡離心慣性力引起的機械振動問題越來越突出,成為化工生產(chǎn)中決定轉(zhuǎn)機運轉(zhuǎn)周期的關(guān)鍵因素之一?；どa(chǎn)裝置檢修過程中常常會遇到轉(zhuǎn)機轉(zhuǎn)子的動平衡測試問題,轉(zhuǎn)子動平衡測試方法的正確與否對動平衡的測試質(zhì)量影響很大,直接關(guān)系到轉(zhuǎn)機的設(shè)備檢修質(zhì)量,有時甚至引起嚴重的設(shè)備事故。轉(zhuǎn)子的動平衡方法研究就是為減少和消除這個振源,使其達到允許的動平衡精度,把轉(zhuǎn)機的振動控制在允許范圍內(nèi)的一種方法。 二、動平衡機的工作原理和種類 平衡轉(zhuǎn)速高于轉(zhuǎn)子支承系統(tǒng)固有頻率的稱為軟支承平衡機。這種平衡機的支承剛度小,傳感器檢測出的信號與支承的振動位移成正比。 三

3、、轉(zhuǎn)子動平衡檢測時經(jīng)常遇到的問題及解決對策 1. 轉(zhuǎn)子平衡方式的選擇。由于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和形狀差異較大,因此動平衡的檢測方法不同。檢修過程中選用那種方法比較合理,要根據(jù)實際情況決定。一般根據(jù)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子的厚度與直徑之比選用平衡試驗的方式。 2. 轉(zhuǎn)子動平衡前的應(yīng)進行的準備工作。因為轉(zhuǎn)子經(jīng)過長周期的運行和檢修過程不可避免的會產(chǎn)生變形,而變形尺寸的大小直接關(guān)系到轉(zhuǎn)子動平衡的精度。因此,轉(zhuǎn)子在進行動平衡前有必要對各部尺寸重新進行校核,確保轉(zhuǎn)子動平衡的精度。特別是軸的頂尖孔的表面情況、軸頸處相對頂尖孔處園跳動情況、軸的直線度和轉(zhuǎn)子的跳動情況要進行認真的檢查和記錄,并與圖紙進行核對,如有變化須進行必要的

4、校正。對于盤狀轉(zhuǎn)子要檢查盤狀轉(zhuǎn)子的擺動量;對懸臂狀園盤轉(zhuǎn)子,分解后進行動平衡檢驗時,要檢查裝配位置的配合情況和形位公差在規(guī)定范圍內(nèi)。 3. 如何選擇轉(zhuǎn)子動平衡的精度。轉(zhuǎn)子進行動平衡時,應(yīng)根據(jù)轉(zhuǎn)機的運轉(zhuǎn)使用狀況,合理的選擇平衡的精度等級,避免過剩檢修和欠維修現(xiàn)象發(fā)生。高速旋轉(zhuǎn)機械以及軸承剛性低的機械通常選用平衡程度值小的,相反選用大值。另外,旋轉(zhuǎn)部份的質(zhì)量與機械整體質(zhì)量之比較小時.通常選用的平衡程度值要大。 4. 如何選擇合適的平衡機。因為動平衡機是系列化生產(chǎn)的,從確保測試精度和對設(shè)備的使用壽命兩方面考慮,應(yīng)根據(jù)自己的轉(zhuǎn)子選用合適的機型。不能有一種選型上的錯覺,認為一臺大規(guī)格型號動平衡機,就可包

5、羅萬象進行在此規(guī)格之下的所有不同重量的轉(zhuǎn)子的測試。生產(chǎn)廠在樣本上標出各型號動平衡機的e值,是采用此型號最大承載量的1/3左右的校驗轉(zhuǎn)子進行調(diào)試后能達到的平衡精度值。 四、剛性轉(zhuǎn)子動平衡的幾個注意問題 (1)剛性轉(zhuǎn)子動平衡,只要試驗系統(tǒng)的靈敏度足夠,可取較低的平衡轉(zhuǎn)速(相對于工作轉(zhuǎn)數(shù)而言),所以通常也稱為低速動平衡。平衡轉(zhuǎn)數(shù)只需取一個,一般為工作轉(zhuǎn)數(shù)的20%。在此轉(zhuǎn)數(shù)上轉(zhuǎn)子的彎曲變形顯然很小,不會影響其不平衡量的大小和分布,平衡過程中只是把力和力偶不平衡量降低到許可的范圍內(nèi)。 (2)對于停放時間較長的轉(zhuǎn)子,為了保證測量數(shù)據(jù)的穩(wěn)定,轉(zhuǎn)子需在平衡轉(zhuǎn)數(shù)上維持一定的時間后再進行測量。 (3)轉(zhuǎn)子上各個部

6、件或零件的不平衡量應(yīng)盡量在之身上給與平衡校正。這樣做的目的,其一可以消除旋轉(zhuǎn)時由于不平衡量離心力與校正量離心力不在同一平面或同一體上而引起內(nèi)應(yīng)力,其二可以降低高速時的震型不平衡量。 (4)轉(zhuǎn)子上各個部件或零件應(yīng)盡量安裝在本轉(zhuǎn)子軸上給與平衡校正。對于不得不借助于輔助軸進行平衡的部件,例如聯(lián)軸器整體,則應(yīng)注意輔助軸帶來的影響,并予以消除。                       

7、;      (5)轉(zhuǎn)子校正時,轉(zhuǎn)子的兩個校正面之間距離應(yīng)盡量大,并應(yīng)位于轉(zhuǎn)子重心的兩側(cè)。 (6)不平衡量的校正方式最好采用螺釘校正或平衡槽加重,盡量不用砂輪磨削的去重方法。 (7)對有鍵槽的旋轉(zhuǎn)軸或者配合部件進行單獨平衡時,必須用半鍵進行平衡。但是當平衡裝置具有對鍵槽不平衡進行補償功能時,就沒有這種限制。 (8)轉(zhuǎn)子在動平衡機上進行平衡校正時,是其回轉(zhuǎn)軸線應(yīng)與其工作時的回轉(zhuǎn)軸線相一致,以免影響其平衡精度。 五、柔性轉(zhuǎn)子的動平衡檢驗方法 工作轉(zhuǎn)速高于最低階臨界轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子稱為柔性轉(zhuǎn)子。在日常工作中,諸如透平、離心機等這類轉(zhuǎn)子經(jīng)常會碰到。

8、在工程上只能取有限個校正平面去完成理論上無窮多的校正。目前,理想的柔性轉(zhuǎn)子動平衡校正方法正處在研究探索中,本文只介紹工程中常用的兩種方法。 (1)振型平衡法 根據(jù)柔性轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)體的實際情況,取N個校正面,在每個校正面上設(shè)置一個不平衡量,應(yīng)用撓取變形方程,使這些不平衡量產(chǎn)生的撓曲變形去抵消轉(zhuǎn)子已有的撓曲變形。由于無法預(yù)知轉(zhuǎn)子內(nèi)的不平衡分布函數(shù),因此,只適用于結(jié)構(gòu)簡單,不超過三階的柔性轉(zhuǎn)子。 (2)影響系數(shù)法 在柔性轉(zhuǎn)子上選定有限個校正平面和振動測量點,依次在每一個平面上加一不平衡量。讓轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),測出各點的振動量,算出其影響系數(shù),代入影響系數(shù)方程,就可算出各校正面的等效不平衡量。采用加重或減重的方法,很容易抵消這些等效不平衡量,使各點的振動響應(yīng)均為零。這種方法適用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的柔性轉(zhuǎn)子,缺點是需要運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的次數(shù)太多,對于大型機組有時是做不到的。 六、結(jié)論 化工生產(chǎn)中,轉(zhuǎn)子動平衡檢驗是大型關(guān)鍵機組轉(zhuǎn)機檢修中一項十分重要的工作,也是一項比較復(fù)雜的系統(tǒng)工程,每一個子系統(tǒng)的工作狀態(tài)的好壞,直接關(guān)系到轉(zhuǎn)機檢修工作的成敗。轉(zhuǎn)子平衡檢驗即要求檢修、檢驗人員對轉(zhuǎn)機檢修工藝過程有較深的認識和了解,又要掌握較深的平衡檢驗理論知識和技能。選用的方法和設(shè)備不同,其平衡結(jié)