《机械故障诊断》第六章 振动故障的修正

6振动故障的修正 6.1概述 预知维修程序包含三项基本内容:检测、分 析和修正。 转子的平衡可以在现场进行,也可以用专用 机器。 不对中也是有害振动的主要原因。对中的修 正也需要特殊的技术。 介绍作为控制共振的适当工具动力吸震器 ( dynamic absorber)的使用方法

6 振动故障的修正 • 预知维修程序包含三项基本内容：检测、分 析和修正。 • 转子的平衡可以在现场进行，也可以用专用 机器。 • 不对中也是有害振动的主要原因。对中的修 正也需要特殊的技术。 • 介绍作为控制共振的适当工具动力吸震器 （dynamic absorber）的使用方法。 6.1 概述

62平衡( balancing) 在制造中,失衡的主要原因: 材料的密度不均; 钻孔没有精确地同心; 在加工圆和对称形状时,产生缺陷; 装配误差。 在机器的运转中,失衡的原因: 在风机或泵叶轮周围产生不均匀的沉积物 叶片的损坏或失落; 转子在运行中由于温差产生热扭曲

6.2 平衡（balancing） • 在制造中，失衡的主要原因： 材料的密度不均； 钻孔没有精确地同心； 在加工圆和对称形状时，产生缺陷； 装配误差。 • 在机器的运转中，失衡的原因： 在风机或泵叶轮周围产生不均匀的沉积物； 叶片的损坏或失落； 转子在运行中由于温差产生热扭曲

621平衡的概念( balancing concepts) 需要确定重点( heavy spot)的位置和重量 重点是存在径向多余质量分布的射线位置 可以识别高点( high spot)。高点是轴在旋 转时产生最大位移的射线位置。 重点和高点之间有确定的关系。对于以低于 临界转速旋转的转子,重点和高点在同一位 置。然而,在前面有关共振的章中,我们已 知在越过临界转速之后,重点和高点可以相 隔180°

6.2.1 平衡的概念（balancing concepts） • 需要确定重点（heavy spot）的位置和重量。 重点是存在径向多余质量分布的射线位置。 可以识别高点（high spot）。高点是轴在旋 转时产生最大位移的射线位置。 • 重点和高点之间有确定的关系。对于以低于 临界转速旋转的转子，重点和高点在同一位 置。然而，在前面有关共振的章中，我们已 知在越过临界转速之后，重点和高点可以相 隔180°

当一个重物附加到完全平衡的转子上: 它以1×rpm的频率振动。 被测量的相位稳定。 振动幅值是失衡严重性的指标 相位是不平衡位置的指标。 ·如果不平衡重物沿顺时针方向移动一定 的角度,那么在频闪观测仪下,基准标 志将移动相同的度数,但是方向相反

当一个重物附加到完全平衡的转子上： • 它以1×rpm的频率振动。 • 被测量的相位稳定。 • 振动幅值是失衡严重性的指标。 • 相位是不平衡位置的指标。 • 如果不平衡重物沿顺时针方向移动一定 的角度，那么在频闪观测仪下，基准标 志将移动相同的度数，但是方向相反

622试验配重的作用( effect of trial weight) 采集振动的幅值,相位角。不能充分地提供 失衡的严重性和位置的信息。 为了得到原始不平衡的完整描述,必须用试 验配重干扰转子,确定转子对干扰的响应。 试验配重是固定在关于基准标志的特殊位置 的已知重量的质量块。作为经验法则,应至 少导致30%的幅值和相位的变化。 用另一组振动和相位的读数得到不平衡的变 化量。得到这些信息之后,就可以使用向量 法确定重点的大小和位置

6.2.2 试验配重的作用（effect of trial weight） • 采集振动的幅值，相位角。不能充分地提供 失衡的严重性和位置的信息。 • 为了得到原始不平衡的完整描述，必须用试 验配重干扰转子，确定转子对干扰的响应。 试验配重是固定在关于基准标志的特殊位置 的已知重量的质量块。作为经验法则，应至 少导致30%的幅值和相位的变化。 • 用另一组振动和相位的读数得到不平衡的变 化量。得到这些信息之后，就可以使用向量 法确定重点的大小和位置

623平衡方法( balancing methods) 单面平衡( single plane balancing)—向量法 用于临界转速以下,长径比低于0.5。工作转 速超过1000rpm,建议避免使用。长径比大 于0.5并小于2,极限 是100rpm 记录原始振动和相 60° 位读数。画一个向270 90 量。 图610向量 180

6.2.3 平衡方法（balancing methods） 单面平衡（single plane balancing）——向量法 • 用于临界转速以下，长径比低于0.5。工作转 速超过1000rpm，建议避免使用。长径比大 于0.5并小于2，极限 是100 rpm。 • 记录原始振动和相 位读数。画一个向 量。 图6.1 O向量

把试验配重固定在转子的任意位置。测振动 和相位读数。 合成向量是加试验配重的结果。 0 60你 60° 270 90 270 o+T/T=72 o+T 180 180 图62O+T向量 图63向量T

• 把试验配重固定在转子的任意位置。测振动 和相位读数。 • 合成向量是加试验配重的结果。 图6.2 O+T向量 图6.3 向量T

在数学上,以消除向量O的方式移动向量T。 移动趋势是大小相等,方向相反。测得向量 O和向量T之间的角度为337°。在此,为了 使向量T与向量O的方向相反,必须沿顺时 针方向移动向量T 由于角度测量、定位和其他因素产生的小误 差会导致少量残余不平衡。如果残余不平衡 小于规定的极限,平衡就完成了。否则,必 须重复以上步骤

• 在数学上，以消除向量O的方式移动向量T。 移动趋势是大小相等，方向相反。测得向量 O和向量T之间的角度为33.7° 。在此，为了 使向量T与向量O的方向相反，必须沿顺时 针方向移动向量T。 • 由于角度测量、定位和其他因素产生的小误 差会导致少量残余不平衡。如果残余不平衡 小于规定的极限，平衡就完成了。否则，必 须重复以上步骤

双面平衡( two plane balancing)—向量法 当LD比大于0.5,采用双面平衡。如果在临界 转速以上运行,原则上平衡N2个平面,N是 在工作转速之下的临界转速的数目。例如,工 作在一阶临界转速之上的压缩机应采用3面平 衡法。 双面法最少需要3次试车。该过程简述如下: 启动机器,记录每个平面的原始幅值和相位读 数;选择试验配重并固定在第一个平面上;记 录重量和相位角;重新启动机器,测量和记录 每一个平面的幅值和相位。 然后,拆除试验配重,把它安装在其他平衡平 面。再次启动机器并记录幅值和相位角

双面平衡（two plane balancing）——向量法 • 当L/D比大于0.5，采用双面平衡。如果在临界 转速以上运行，原则上平衡N+2个平面，N是 在工作转速之下的临界转速的数目。例如，工 作在一阶临界转速之上的压缩机应采用3面平 衡法。 • 双面法最少需要3次试车。该过程简述如下： 启动机器，记录每个平面的原始幅值和相位读 数；选择试验配重并固定在第一个平面上；记 录重量和相位角；重新启动机器，测量和记录 每一个平面的幅值和相位。 • 然后，拆除试验配重，把它安装在其他平衡平 面。再次启动机器并记录幅值和相位角

624影响系数( influence coefficients) 试验配重对转子的效应提供了质量变化引起 振动变化的信息。 重量的变化 重量常数 振动的变化 如果需要平衡已知重量常数的机器转子,那 么乘以由于失衡产生的幅值,求出必须附加 给转子的重量。这也称为平衡响应系数 (balance response coefficient) 重量常数的单位是重量每幅值(例如,磅樒密 尔)。单面平衡过程产生一个平衡响应系数, 双面过程有4个系数

6.2.4 影响系数（influence coefficients） • 试验配重对转子的效应提供了质量变化引起 振动变化的信息。 重量常数= • 如果需要平衡已知重量常数的机器转子，那 么乘以由于失衡产生的幅值，求出必须附加 给转子的重量。这也称为平衡响应系数 （balance response coefficient）。 • 重量常数的单位是重量每幅值（例如，磅/密 尔）。单面平衡过程产生一个平衡响应系数, 双面过程有4个系数。 振动的变化 重量的变化