---

Следует отметить, что при сборке ротора могут возникать дефор­мации вала. Они могут увеличиваться при работе с высокой частотой вращения.

В отдельных случаях при наличии значительного дисбаланса одного из элементов целесообразно выполнить его балансировку до установки, а затем провести балансировку ротора.

Если дисбаланс равномерно распределен по длине ротора (напри­мер труба), то при соответствующем выборе двух плоскостей коррек- 12ции низкочастотной балансировкой можно добиться удовлетвори­тельной работы ротора во всем диапазоне частот вращения.

Для определения положения плоскостей коррекции, обеспечива­ющих наиболее эффективную балансировку, следует провести испы­тания нескольких однотипных роторов, имеющих аналогичное осевое распределение дисбаланса.

Положение плоскости коррекции определяют расстоянием до подшипников. Оптимальное расстояние — 22 % от расстояния между подшипниками для роторов со следующими характеристиками:

• межопорный ротор;

• ротор без консольных частей с равномерно распределенным дисбалансом;

• ротор с постоянной изгибной жесткостью по длине;

• ротор с симметричным расположением плоскостей коррекции

относительно середины;

• ротор, рабочая частота вращения которого значительно ниже критической частоты.

Если балансировка с помощью двух плоскостей коррекции не дает удовлетворительных результатов, ротор может балансировать на низ­ких частотах вращения с использованием трех плоскостей коррекции в соответствии с приложением В.

При этом необходимо рассчитывать долю начального дисбаланса ротора, который должен быть устранен в центральной плоскости коррекции.

н

Так как

ебалансом гибких шеек можно пренебречь, ротор с жестким сердечником может быть отбалансирован на низких часто­тах вращения с помощью плоскостей коррекции, расположенных на жестком сердечнике.

Если каждый элемент ротора балансируют перед сборкой по 6.3.1, то можно ограничиться низкочастотной балансировкой, если началь­ный дисбаланс собранного ротора находится в допустимых пределах.

Поскольку осевое распределение дисбаланса после сборки ротора неизвестно, а максимальная частота вращения роторов этого под­класса значительно отличается от второй критической частоты, самым неблагоприятным будет случай, когда углы дисбалансов эле­ментов совпадают. В этом случае максимальное значение начального дисбаланса, который может быть устранен с помощью двух плоскос­тей коррекций, определяют опытным путем. При известных данных об изгибной жесткости вала, податливостях подшипников и т.д. полезно провести предварительный анализ влияния начальных дисбалансов на работу ротора с использованием математических моделей.

Опыт показывает,что симметричные роторы (подкласс 2g), отве­чающие требованиям 6.6.6 и имеющие третью (дополнительную) центральную плоскость коррекции, могут быть отбалансированы на низких частотах вращения при условии, что их начальный дисбаланс не превышает удвоенный начальный дисбаланс, установленный в соответствии с 6.6.6.

Практика показывает, что от 30 до 60 % начального дисбаланса следует устранять в центральной плоскости коррекции.

Для асимметричных роторов (подкласс 2h), .не отвечающих тре­бованиям 6.6.6, проведя анализ в соответствии с 6.6.6, можно уста­новить максимальный допустимый начальный дисбаланс, поддающийся устранению в произвольно заданной плоскости. Одна­ко значение рассчитанного таким образом допустимого начального дисбаланса может оказаться слишком малым, чтобы метод был при­меним на практике. В этом случае необходимо выбрать другой метод, например, последовательную балансировку (6.3.2).

5. БАЛАНСИРОВКА РОТОРОВ КЛАССОВ 3, 4, 5

   1. Метод балансировки роторов класса 3

      1. Общие положения

Существуют два метода балансировки роторов этого класса: ба­лансировка по модам и метод коэффициентов влияния. В большин­стве случаев на практике метод балансировки представляет собой сочетание обоих методов и преобладание того или иного из них определяется конкретными условиями. Один из таких методов ба­лансировки приведен в 7.1.5, но следует иметь ввиду, что в отдельных случаях возможны его модификации.

Динамические характеристики подшипниковых опор балансиро­вочного оборудования следует подбирать, по возможности, таким образом, чтобы воспроизводились условия опирания ротора в маши­не. Благодаря этому моды вибрации ротора в эксплуатации будут воспроизведены и в балансировочном оборудовании, что исключает необходимость его балансировки на месте.

Если ротор имеет консоль значительной массы или малой жест­кости, а в машине консоль опирается на собственную опору, то и 14при балансировке должна быть предусмотрена дополнительная опора.

. 7.1.3 Измерительная система

Для измерения вибрации ротора, подшипника или опоры или

нагрузки на подшипник устанавливают соответствующие датчики. Система должна измерять амплитуду гармоники сигнала частотой вращения, а также фазу этой гармоники относительно произвольно выбранного фиксированного осевого сечения ротора. В качестве альтернативного варианта могут использоваться измерения косинус­ной и синусной составляющих гармоники.

Аппаратура, используемая для балансировки на месте установки машины, должна соответствовать следующим требованиям:

• погрешность измерения сдвига фазы виброскорости или виб­роперемещения на фиксированной частоте вращения не более ±1 °;

• погрешность измерения частоты вращения ротора — не более ±11 %, для роторов стационарных паротурбинных агрегатов — по ГОСТ 126875;

— основная приведенная погрешность измерения амплитудных

значений составляющих виброперемещения и виброскорости на час­тоте, равной частоте вращения, — не более ±15 %.

Датчики и устройства их крепления не должны иметь резонансов при любой частоте вращения в рабочем диапазоне.

ц

Опыт показы

по

ст,

что перед высокочастотной балансировкой

елесообразно проводить низкочастотную балансировку особенно тех роторов, работы которых может происходить на первой крити­ческой частоте вращения. В общем случае низкочастотная баланси­ровка необязательна и можно сразу приступить к высокочастотной балансировке.

ы

вращения.

сокочастотную балансировку выполняют следующим

образом.

Измерить векторы вибрации или сил в установившемся режиме вращения ротора. Перед обработкой данных следует удостовериться в их повторяемости, для чего может потребоваться несколько пусков ротора.

Примечание — Для роторов некоторых типов, например роторов турбин, которые претерпевают изменения натягов дисков на частотах вращения, близких к критическим, рекомендуется предварительная балансировка, это позволит разо­гнать ротор до эксплуатационной частоты вращения или выше, чтобы диски заняли окончательное положение. Только после этого следует проводить окончательную балансировку.

Если низкочастотную балансировку роторов не проводили, то нужно установить один пробный груз. Если ротор симметричен, то груз следует устанавливать посередине ротора.

Если низкочастотная балансировка проведена, пробные грузы подобрать так, чтобы не нарушилась уравновешенность на низких частотах вращения.

Порядок определения коэффициентов влияния и расчета на их основе корректирующих грузов приведен в приложении Н.

Способ графического определения корректирующих масс и их углового положения указан в приложении G.

После выполнения этой операции вращение ротора на частотах выше первой критической не должно сопровождаться значительным увеличением вибрации (или силы). Если это не выполняется, следует повторить 7.1.5.1 —7.1.5.4 на частоте, возможно более близкой к первой критической частоте вращения.

Рассчитать систему корректирующих масс, которые не нарушают уравновешенность на низких частотах вращения, но позволяют ис­ключить влияния дисбаланса на второй балансировочной частоте. Установить на роторе эту систему корректирующих масс.

После выполнения этой операции вращение ротора на частотах вращения не должно сопровождаться значительным увеличением вибрации (силы). Если это не выполняется, следует повторить 7.1.5.5 — 7.1.5.8 на частоте балансировки, возможно более близкой ко вто­рой критической.

Примечания

I Некоторые типы роторов до окончания балансировки можно безопасно пускать на всех или же только на некоторых критических частотах вращения. В таком случае число требуемых пусков может быть уменьшено.

2. Следует отметить, что вышеописанная методика предполагает наличие линей­ной связи между векторами дисбаланса и вибрации (силы). В отдельных случаях это условие может не выполняться, например, когда начальный дисбаланс очень велик, а ротор опирается на подшипники скольжения. В связи с этим могут потребоваться повторные определения коэффициентов влияния, когда вибрация или силы уменьшатся после предварительной балансировки.

На практике описанную методику или ее варианты можно усовершенствовать применением компьютерных программ, автоматизированной балансировки

.

2. Метод балансировки роторов класса 4

Роторы данного класса могут быть отнесены к классам I, 2 или 3, но имеют один или более гибких элементов или элементов с гибкой связью. Неуравновешенность ротора может изменяться в зависимос­ти от изменения частоты вращения.

Роторы этого класса классифицируются по двум категориям:

• роторы, дисбаланс которых изменяется непрерывно с измене­нием частоты вращения, например вентиляторы с резиновыми ло­пастями;

• роторы, дисбаланс которых изменяется до некоторой частоты вращения, а затем при ее превышении остается постоянным, напри­мер роторы однородных асинхронных электродвигателей с центро­бежным пусковым выключателем.

Роторы первой категории балансируют на той частоте вращения, для которой нормируют уровень вибрации.

Роторы второй категории балансируют на любой частоте выше той, при которой прекращаются изменения дисбаланса.

Примечание—





лияние гибких элементов можно свести до минимума при





проектировании ротора и правильно рассчитав их размещение на роторе, но необходимо иметь ввиду, что для роторов данного класса возможно достижение уравновешенности только на одной частоте или в ограниченном диапазоне частот.

Скачать бесплатно