[发明专利]一种基于快速算法的多点现场动平衡方法

说明书

本发明公开一种基于快速算法的多点现场动平衡方法，首先，测定转子系统增速和工作转速中的振动幅值，粗略得出不平衡量，估算试加重质量；其次，将平衡面N等分，加载试重质量块并测定其振动量；最后，将各个振动量输入快速算法数据处理程序中，直接得出配重质量和“轻点”位置，加载并试车，计算残余不平衡量。本发明在快速算法中完成多点动平衡计算，考虑了转子的支撑轴承和基础因素，减小了“过不平衡”风险，具有快速和准确的优点，可应用于复杂转子结构系统。通过一次多点现场动平衡，能够实现更快、更有效地转子动不平衡找正。

技术领域

本发明属于旋转机械转子动平衡技术领域，涉及一种基于快速算法的多点现场动平衡方法。

背景技术

广泛应用于电力、化工、机械、航空、车辆和舰船等重要行业的旋转机械，是转化和传递能源的主要对象。转子系统是旋转机械的关键部件，其运行的稳定直接关系到整个旋转机械的安全、正常运行。由于转子的材质不均匀、连轴器的不平衡、转子加工误差、叶轮的不平衡等一系列因素，转子系统在运行中不能实现完全的轴对称，即存在一定的不平衡量。动不平衡产生的振动在旋转机械中不仅对轴承和机器基础等零部件具有很强的破坏性，同时也会造成产品质量的下降。对于高速转子系统，很小的不平衡量也会引起非常大的离心力，甚至产生复杂的非线性动力特性，造成转子部件的高频疲劳破坏，危害极大。因此，转子的动平衡在旋转机械的设计、制造和维护中占据着非常重要的地位。

不论对于刚性或挠性转子，动平衡都是通过调整转子的质量分布，运用质量补偿法使不平衡力减小到能够满足机组稳定运行。目前主要有三种动平衡方法：模态平衡法、影响系数法和现场平衡法。相对于模态平衡法和影响系数法，在正常安装与运转条件下进行的现场平衡法，考虑了转子系统基础因素的动力特性影响，避免了受外界干扰敏感的参数的计算和测量，在不拆卸转子系统的情况下直接平衡，使用仪器少，可操作性和实用性强。

当转子存在不平衡振动时，及时、有效地处理现场的振动问题非常重要。传统的现场动平衡处理方法受到测量误差、作图误差和计算误差等的影响，其精度较低且可适用的转子结构单一。另外，现有的现场动平衡方法都需要大量的计算和画图的等操作和步骤，耗费时间较长，在“停车”时间过长时甚至有可能引起转子系统弯曲，造成较大的经济损失。此外，参考经验公式或经验数据的试重有可能引起“过不平衡”，对设备造成不可忽略的损害。针对刚性和柔性转子，结合计算机的强大计算能力，以较准确的试重质量，快速地获得满足转子系统要求的现场平衡效果，是转子系统的迫切需求。

发明内容

本发明解决的问题在于针对旋转机械的转子系统不平衡，提供一种基于快速算法计算不平衡质量和相位，能够节省机组停机时间，提高作业效率和平衡精度。

本发明的简易的现场动平衡方法采用以下技术方案：

一种基于快速算法的多点现场动平衡方法，包括以下操作：

1)准备转子系统的现场动平衡：确定测振点和配重半径R_e，选择转子平面作为现场动平衡的平衡面，并确定平衡面的等分个数N及其位置，N≥3；

2)测定转子系统增速或减速时的振幅时间历程曲线，确定其自振频率ω_n；

3)测定转子系统工作转速ω条件下的振动幅值R₀，初步粗略确定转子系统的不平衡量和试加重质量m_s；

4)依次确定N个等分点在加载试重质量块后的振动量：依次按照1-N的次序将各个等分点编号，依次在每一个等分点加载质量为m_s的试重质量块，分别在工作转速下运行N次转子系统，得到N组对应于等分点的转子系统振动量R_i，i＝1，...，N；

5)将由4)得到的N组振动量输入到快速算法的算法程序中，依据多圆相交原理找出转子平衡面的配重质量和“轻点”位置；