電機轉子找動平衡方法初探

吳安春

（貴州黔桂發電有限責任公司 貴州貴陽 553531）

電機轉子找動平衡方法初探

吳安春

（貴州黔桂發電有限責任公司 貴州貴陽 553531）

電機在工業生產和現實生活中的應用十分廣泛，而轉子不平衡問題是困擾電機正常運行的主要因素，常導致加快機械內部零件磨損，造成機械損毀的問題，因此為使轉動機械有序良好的運行，開展電機轉子找動平衡工作勢在必行，本文就介紹了幾種常見的找動平衡的方法，以期為相關人員提供借鑒。

動平衡技術；電機轉子；實驗檢測方法；動不平衡

振動是轉動機械在運行過程中的一項重要指標，導致轉動機械出現的原因有許多，而最為普遍的一個原因在于轉動機械的轉動部分即轉子的質量不平衡，在機械運行過程中，振動越小機械的運行狀態就越良好。如果轉動機械在運行過程中發生長時間不正常的振動，就會使間隙較小的裝配件動靜部分發生摩擦使軸發生彎曲變形，還會導致轉子上的緊固件發生松動，使機組金屬材料由于長期的疲勞而發生損壞。同樣，在轉動機械尤其是高轉速大容量的機組的運行中也不可發生短時間過大的振動，否則后果更為嚴重。因此保持電機轉子找動平衡是保證機械正常有效運行的關鍵，以下就關于轉子找動平衡的方法及過程進行分析介紹。

1 剛性轉子與剛性轉子找動平衡的必備條件

轉動機械的轉動部分，即轉子，轉子可以分為撓性轉子和剛性轉子兩大類，其中撓性轉子指的是轉子在不平衡力的作用下，轉子軸線發生動撓曲變形，而剛性轉子指的就是在同等條件下，轉子軸線不發生撓曲變形。在較為嚴格的意義上講，并不存在絕對的剛性轉子，只是人們習慣將轉子軸線并沒有在不平衡力的作用下發生明顯變形的情況，即可以忽略不計撓曲造成的附加不平衡的轉子，都視為剛性轉子。為了簡化找轉子平衡工作，我們可以將轉子就設定為剛性轉子，剛性轉子具備一般力系關系找平衡的兩個必備條件：①在轉速不變的情況下，振幅滯后于擾動的滯后角是一定值；②振幅與轉子不平衡質量所產生的離心力是正比例關系，如此就可以將轉子復雜的不平衡狀態簡化為一般的力系平衡狀態。

2 高速動平衡和低速動平衡

電機轉子找動平衡的方法可以簡單歸納為以下幾種：

試驗時的轉速為平衡轉速指的是試驗時的轉速要等于或者低于工作轉速，一般情況下轉子高速動平衡是在機體內部進行的。在進行電機轉子找動平衡時，要將轉子不平衡的相位和振幅利用測振儀同時測出。而轉子處于低速狀態時，其不平衡質量所產生的不平衡力非常小，并不會導致轉子產生較為明顯的振幅，因此在找低速動平衡時，不能使用測振儀對其振幅和相位進行測量，而要采用低速動平衡臺。平衡臺中有一種可擺式軸承，在低速動時軸承可以和不平衡力發生共振，并將振動演變成可測的、適當的往復運動。在此基礎上再進行二次以上加試加重試驗便可以得出多次不同的合振幅值。依據每次加重后的合振幅值和加重位置，就可以進行有針對性的計算與作圖，將應加重的大小與方位計算出便可以最終實現低速動平衡，因此找低速動平衡要在專用的低速動平衡臺上進行，而需要注意的是，低速動雖不能采用高速動測相測振找平衡的方法，但高速動平衡可以采用找低速動平衡的任何一種方法。

（1）試加重量周移法找低速動平衡。

（2）在進行試加重量前，要將把轉子的速度升高到轉子的共振轉速之上，之后再拉開離合器使轉子依靠自身慣性進行旋轉，并將動平衡臺兩側軸承的固定螺栓松開。轉子的速度會慢慢減弱，在此過程中，要以轉速降低10r/min為單位對百分表數值進行記錄。軸承振動的振幅會隨著轉子速度的降低而增加，振幅最大時就為共振振幅，此時的轉速就是共振轉速。由于共振轉速的振幅變化是整個轉子找動平衡的參照依據，因此共振轉速一定要測得非常準確。設定振動大的一側為A側，振動小的一端為B側，在進行轉動平衡時要先從振動大的A側進行。

（3）按照同一起點將轉子兩側的平衡面分為6～8等分，并按照轉動方向為這些等份編上序號。

根據上述步驟測出A測的共振振幅A，再對試加重量P進行計算，計算公式為：P=K400A/R（g）

（4）在A側的各個等分點上依次固定試加重量，并對各點的共振振幅進行測記。如果各點出現共振振幅時，要保持共振轉速不發生變化，如果共振轉速發生變化的話，就要及時找出原因并將影響因素消除。如果共振振幅發生在測速員兩次口令之間，在進行測記時，記錄員就要按照實際情況如實記錄下共振振幅。如果轉速降低到比共振轉速20～40r/min還要低時，就要立即停止側記否則會影響最終計算成果。

（5）將A測的各個等分點的共振振幅作為縱坐標，將各個等分點作為橫坐標畫出曲線圖，加平衡重量的位置就是共振振幅最小的點的位置。

（6）在Amin位置上試加平衡重量，起動試驗對加重位置以及加重多少再進行較為細致的調整，將A側軸承的振幅控制在允許限度內。

①B側的平衡位置以及重量可用相同的方法求出。

②當A側與B側的平衡重量都求出后，還要將B側的平衡重量分為x和y兩個重量，以保證在同時松開軸承時能夠保持平衡。

X=Qb×mn/（mn-ab）（g）

Y=Qb×nb×R2/（mn-ab）×R1（g）

③將兩側的平衡重量固定好后，啟動轉子，松開兩個軸承，對兩側軸承的振幅進行測量，如果不合格的話，就需要依照剩余振幅另求試加重量，直到合格為止。

（7）簡單測相（劃線）法找動平衡

①在接近轉子附近的軸上選擇一段表面光滑、不晃動、無橢圓、無銹蝕的長為20～40mm的軸端作為劃線位置，并將適量的白粉涂抹在該段上。起動轉子待達到額定轉速時，向涂有白粉的軸段平穩緩慢的靠近，用劃針或鉛筆在該軸段上劃上3～5條短線段，并開進轉子軸承利用震動表測取此時的振幅A1。放慢轉子的轉速待停機后，找出軸上各條劃出的線段，并取其中點設定為A點，將A點沿徑向移到轉子的平衡面上，所謂第一次劃線位置就是該點的位置。

②確定試加重量，依據轉子振幅、加重半徑和轉速，查取1t重轉子不平衡度G1。如果是剛性較大的軸承，要將G1值乘上1.0～1.5的系數，因為G1只是針對中等剛性的軸承外殼所規定的數值。查取出G1值后就可以根據P=0.5G（g）算出轉子不平衡度G值。

③將平衡面上的A點向后退90°得出C點，并將試加重量P加在C點上，再按照上述的操作方法起動轉子并進行第二次劃線，找出劃線痕跡的中點再次移至平衡面上，將其設定為B點，再用上述方法側記出軸承的振動振幅A2。

④再根據兩次軸承振幅A1與A2，以及兩次劃線位置A與B，畫出圖形。

Q=P×Oa/ab

在D點上加上平衡重量Q后啟動轉子，進行試驗，如果振幅不合格的話就要適當的調整平衡重量的多少與位置，直至振幅合格為止。如果轉子處在兩個軸承之間，就需要先找好振幅較大一側的平衡，在找振幅較小一側的平衡，最后還需要按照周移法將平衡重量分配至兩個平衡面上。

3 小結

轉動機械轉子質量的不平衡是導致轉動機械產生振動的主要原因，而對于轉動機械來說，振動越小其運行效果越好，因此找出轉子平衡是非常關鍵的。本文介紹了幾種常見的電機轉子找平衡的方法，但并非是全部方法，還需要在實際的工作中加強觀察分析與總結，找到更多更好的電機轉子找平衡的方法。

[1]王維民，高金吉，江志農，李燕.旋轉機械無試重現場動平衡原理與應用[J].振動與沖擊，2010（02）.

[2]李菊麗，張志遠，郭華鋒，王樹臣.剛性轉子動平衡的關鍵技術分析[J].制造技術與機床，2010（11）.

[3]黃曉蔚，唐鐘麟.電磁軸承系統實現自動平衡的一種新方法[J].機械工程學報，2011（07）.

[4]王同章，王莉云，李國鵬，謝常春，劉祥青.大型電動機定、轉子合裝及位置調整[J].上海大中型電機，2010（03）.

[5]安躍軍，袁天清，高丹，薛力銘，曹建平，許曉輝，陳崇飛.工頻電源下成倍調高單相微型電動機轉速的途徑與實驗[J].電氣工程學報，2015（09）.

TM301.2

A

1004-7344（2016）03-0202-02

2016-1-12

吳安春（1978-），男，布依族，貴州盤縣人，助理工程師，中專，主要從事工作和研究方向是火力發電廠設備檢修方面。