一种仅采用手持测振仪进行动平衡加重点位置的计算方法

技术领域

本发明属于旋转设备故障识别与诊断技术领域，涉及一种仅采用手持测振仪进行动平衡加重点位置的计算方法。

背景技术

旋转设备是以转子为主要部件的机械设备，广泛存在于石油化工、航空航天、船舶、汽车、水利等领域。由于制造、安装误差以及运行中的磨损等，转子难免会出现质量分布的不平衡。转子的不平衡是旋转机械的主要激振源，也是许多自激振动的触发因素。不平衡会引起转子的扰曲和内应力，使机器产生振动和噪声，加速轴承、轴封的磨损，降低机器的工作效率。因此，需要对转子转动时产生的不平衡量(离心力和离心力偶，见相对运动)的位置和大小进行定位并加以消除的操作。不平衡量会引起转子的横向振动，并使转子受到不必要的动载荷，这不利于转子正常运转。所以，大多数转子应该进行动平衡。在机器制造或维修中，动平衡成为一道工序。

转子转动时产生的不平衡量是因转子各微段的质心不严格处于回转轴线上引起的。各微段因质心偏离回转轴线而产生的离心力都垂直于回转轴线。通过力的合成可把离心力系合成为少数的集中力，其方向仍垂直于轴线。一般说，至少要用分别作用于两个横截面上的两个集中力才能代表原来的离心力系。若这两个集中力刚好形成力偶，则原来的不平衡量在转子不旋转时是无法察觉和测量的；旋转时，力偶才形成横向干扰并引起转子的振动。这种不平衡的效应只有在旋转的动态中才能察觉和测量，所以需要进行动平衡。与此相对的静平衡是指当转子的质量很集中以致可以看作一个垂直于回转轴线的不计厚度的薄盘时，不需旋转就能进行的平衡。其作法是将转子水平放置，偏重的一边受重力作用会垂到下方，设法调整转子质心的位置，使之位于回转轴线上。

现有技术一般常用的方法有两种：

(1)振型法：将不平衡量按转子的各阶固有振型分解。若动平衡时的转速接近某临界转速，则这一阶固有振型突出于其他各阶之上。通过检测该振型，就可找到为消除这一阶不平衡分量所需的校正质量的大小和应放置的位置，逐阶进行就可完成动平衡。

(2)影响系数法：在转子上选定若干个校正面和若干个测量面并进行多次运转校正。某校正面上单位校正量在一定转速下引起的某测量面的振动就是一个影响系数。通过测量或计算求出这些影响系数，便可根据不平衡量引起的振动，确定为将各测量面的振动限制在某量值以下，各校正面应加配重(或去重)的位置和大小。

在这两个方法的基础上还发展了其他方法，例如振型圆法等。

现有技术的方法存在以下缺点：

1)进行振动测试时需要安装大量的仪器设备，如键相探头(进行相位测量)，振动探头(振动大小测量)，振动接收设备、振动分析储存设备等；2)进行动平衡前需要对转子的临界转速进行分析，需要一定的技术基础；3)键相和振动探头安装较为繁琐，且存在脱落或连接不牢的风险。

申请公布日为2019年3月1日、申请公布号为：CN109406053A的中国发明专利申请文献《无去重转子动平衡方法》采用整机动平衡法，也存在上述缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种仅采用手持测振仪进行动平衡加重点位置的计算方法，以解决现有的动平衡方法需要架设较多仪器、过程复杂、效率低的问题。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：

一种仅采用手持测振仪进行动平衡加重点位置的计算方法，包括以下步骤：

在转子上做标记K，启动转子，在标记K处用手持测振仪对转子进行振动测试，记录测试结果为A；

测量转子的半径R并确认圆心O，将O点与K点连线，同时在O点处做垂线，建立xy平面坐标系，将转子旋转平面划分为4个区域；

在坐标(R，0)位置处加重质量为m的配重块，启动转子，在标记K处用手持测振仪对转子进行振动测试，记录测试结果为B；

取下在坐标(R，0)位置加的配重块，在(0，R)位置处加重质量为m的配重块，启动转子，在标记K处用手持测振仪对转进行振动测试，记录测试结果为C；

如果A＝B且A≠C，则加重点Q的坐标为：

本发明的技术方案仅采用手持测振仪，无需安装大量的测试仪器设备，测量方便、精准，提高了提高动平衡的效率，在进行动平衡计算时，无需结合临界转速进行分析，降低了计算的复杂性，简化了计算流程，能够迅速、准确的判断出需要加重的位置和角度，并计算出加重质量。

进一步地，如果A＝B且A≠C，则加重点Q的配重块质量为：

进一步地，若加重点Q的坐标在转子旋转平面以外，则在OQ连线与转子旋转平面圆周交点P处进行加重，此时配重块质量为

本发明的优点在于：

本发明的技术方案仅采用手持测振仪，无需安装大量的测试仪器设备，测量方便、精准，提高了提高动平衡的效率，在进行动平衡计算时，无需结合临界转速进行分析，降低了计算的复杂性，简化了计算流程，能够迅速、准确的判断出需要加重的位置和角度，并计算出加重质量。

附图说明

图1是本发明实施例的手持测振仪在转子的K点测试示意图；

图2是本发明实施例的转子旋转平面区域划分示意图；

图3是本发明实施例的加重点Q的坐标在转子旋转平面外的情况示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合说明书附图以及具体的实施例对本发明的技术方案作进一步描述：

实施例

本发明的方法具体如下：

1、在转子上做标记K，在标记K处用手持测振仪对其进行振动测试，记录测试结果为A，具体如图1所示；

2、测量转子的半径R并确认圆心O，将O点与K点连线，同时在O点处做垂线，建立xy平面坐标系，将转子旋转平面划分为4个区域，分别命名为I区域、II区域、III区域、IV区域，具体如图2所示；

3、在坐标(R，0)位置处试加重质量为m的配重块，启动转子，在标记K处用手持测振仪对其进行振动测试，记录测试结果为B；

4、取下在坐标(R，0)位置加的配重块，在(0，R)位置处试加重质量为m的配重块，启动转子，在标记K处用手持测振仪对其进行振动测试，记录测试结果为C；

5、对测试结果进行分析：

(1)加重点Q坐标区域的确定

如果A＞B且A＞C，则加重点Q的坐标位于I区域；如果A＜B且A＞C，则加重点Q的坐标位于II区域；如果A＜B且A＜C，则加重点Q的坐标位于III区域；如果A＞B且A＜C，则加重点Q的坐标位于IV区域；如果A＝B且A≠C则加重点Q的坐标位于y轴上；如果A≠B且A＝C则加重点Q的坐标位于x轴上。

(2)加重点Q的坐标及加重质量的计算

如果A＞B且A＞C，先对x轴方向进行计算，应在(R，0)位置处的加重质量为

再对y轴方向进行计算，应在(0，R)位置处的加重质量为

最后进行矢量合成，得到加重点Q的坐标为：

若加重点Q的坐标在转子旋转平面以外，如图3中的Q点所示,则在OQ连线与转子旋转平面圆周交点P处进行加重，加重质量

对于A＜B且A＞C、A＜B且A＜C、A＞B且A＜C这三种情况下加重点Q的坐标计算与A＞B且A＞C时相同。

如果A＝B，则x轴方向不进行加重，即M

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。