撓性轉子的動平衡校正方法
2023-12-08 22:24:16
專利名稱：撓性轉子的動平衡校正方法
技術領域：
本發明屬於一種撓性轉子的動平衡的校正工藝，涉及一種撓性轉子 的動平衡校正方法。
技術背景在轉子動平衡領域中，目前最常見的是使用動平衡機進行剛性轉子 的動平衡，對於撓性轉子的動平衡技術，處於空白狀態，沒有可借鑑的 成熟工藝方法和技術。撓性轉子動平衡不同於剛性轉子，採用剛性力傳 遞理論的平衡方法不能消除撓性轉子的振動，也達不到平衡的目的。撓 性轉子在旋轉時會產生撓曲振型和強烈振動，並且一個轉速下的平衡將 造成上一個轉速平衡狀況的破壞，需進行全工況動平衡。發明內容本發明的目的是提供一種全工況動平衡的撓性轉子的動平衡校正 方法。本發明的技術解決方案是，(1)在平衡機上輸入平衡參數，調整動平衡機的支撐及擺架位置；(2) 靜平衡校正，輸入靜平衡的參數，進行靜平衡測量；(3) 低速動平衡校正，輸入動平衡的參數，設置剩餘不平衡量， 根據轉子的長度和不平衡量，在轉子上平均分成若干個截面進行多校正 面進行校正，使剩餘不平衡量達到設定值以內；(4) 靜態降振校正，輸入靜平衡的參數，設置剩餘不平衡量，(a) 通過在動平衡機的雷達圖上監測不平衡量角相和不平衡的量 值，在轉子的中部位置貼平衡塊，再在轉子的兩端粘貼角相與中部平衡 塊成180° 、質量為中部平衡塊的l/2的平衡塊；(b) 根據轉子的不平衡量，在臨界轉速前的一段轉速並逐漸靠近 臨介轉速範圍內選擇不同的轉速進行靜平衡校正，並逐漸靠近臨界轉速 的轉速下進行靜平衡；(c) 通過動平衡機的二倍頻設置，測量轉子的振動速度，使剩餘 不平衡量達到設定值以內；(5) 臨界轉速動平衡校正，輸入動平衡的參數，設置剩餘不平衡(a) 利用平衡機上的"雷達圖監控"監控轉子的不平衡量的大小 和角相；(b) 將轉子與安裝座的相對角相呈0° 、 120° 、 240°的三個位置分 別進行測量，將測得的平衡量值按角相成比例的繪製在平衡機的雷達圖 上，並將其頂點連成三角形，調整轉子的裝夾使三角形外接圓圓心與雷 達圖的中心連線基本重合；(c) 在轉子的中部安裝雷射監測儀，監測儀的輸出端與平衡機相 連接，監測轉子的周向最大位移及最大位移的角相，使剩餘不平衡量達 到規定值以內；(6) 工作轉速動平衡校正，輸入動平衡的參數，設置剩餘不平衡(a) 利用平衡機上的"雷達圖監控"監控轉子的不平衡量的大小 和角相；(b) 將轉子與安裝座的相對角相呈O。 、 120° 、 240°的三個位置分 別進行測量，將測得的平衡量值按角相成比例的繪製在平衡機的雷達圖 上，並將其頂點連成三角形，調整轉子的裝夾使三角形外接圓圓心與雷 達圖的中心連線基本重合，使剩餘不平衡量達到規定值以內；(7) 振動和最大偏轉檢測，在轉子的中部安裝雷射監測儀，監測 儀的輸出端與平衡機相連接，監測轉子的周向最大位移及最大位移的角 相，使剩餘不平衡量達到規定值以內；(8) 最終狀態檢驗。對於表面噴漆的撓性轉子，在所述的(6)和(7)之間，還包括以 下步驟(1)噴漆後臨介轉速動平衡，輸入動平衡的參數，設置剩餘不平衡量，(a) 利用平衡機上的"雷達圖監控"監控轉子的不平衡量的大小 和角相；(b) 在轉子的中部安裝雷射監測儀，監測儀的輸出端與平衡機相 連接，監測轉子的周向最大位移及最大位移的角相，使剩餘不平衡量達 到規定值以內；(2)噴漆後工作轉速動平衡，輸入動平衡的參數，設置剩餘不平 衡量，通過動平衡機的二倍頻設置，測量轉子的振動速度，使剩餘不平 衡量達到規定值以內。本發明採用在撓性轉子的中部和兩端位置貼平衡塊的"中貼端拉" 方式、採用在臨介轉速前的一段轉速範圍內選擇一個較合適的轉速進行 靜平衡，並在逐漸靠近臨介轉速的轉速下進行靜態降振，及多截面校正、 振動速度的二倍頻測速、雷達圖監控、矢量圖校正分析、雷射監測降振 等方式，達到撓性轉子的各項平衡指標。本發明有效地降低撓性轉子的 振動速度，並能找到最佳的平衡轉速，避免在平衡過程中形成主慣性轉 子與轉子線交於重心的偶不平衡，找到不平衡量產生的部位，有針對性 的進行校正。本發明的動平衡工藝可以實現長度達到3米左右，壁厚最薄可達1 2毫米，半徑達到60毫米左右，平衡轉速最高可達到 8000r/min的撓性轉子的動平衡，剩餘不平衡量可達到單面15g. mm左右。
具體實施方式
(1) 在平衡機上建立轉子的平衡文件，調整動平衡機的支撐及擺 架位置；(2) 靜平衡工序，輸入靜平衡的參數，進行靜平衡測量。(3) 低速動平衡工序，輸入動平衡的參數，設置規定的剩餘不平 衡量，應用"多截面校正"的平衡方法，使剩餘不平衡量達到規定值以 內。(4) 靜態降振工序，輸入靜平衡的參數，設置規定的剩餘不平衡 量，應用"中貼端拉"、"靜態降振""振動速度的二倍頻測速"的方法， 使剩餘不平衡量達到規定值以內。(5) 臨介轉速動平衡工序，輸入動平衡的參數，設置規定的剩餘 不平衡量，採用"雷達圖監控"、"雷射監測降振"的方法，使剩餘不 平衡量達到規定值以內。(6) 工作轉速動平衡工序，輸入動平衡的參數，設置規定的剩餘 不平衡量，採用"雷達圖監控"、"矢量圖校正分析"的方法，使剩餘 不平衡量達到規定值以內。(7) 振動和最大偏轉檢測工序，應用"雷射監測降振"的方法測量在臨界轉速下和工作轉速下有無異常振動和較大的振幅。(8)最終狀態檢驗工序。 上述步驟中所述的"多截面校正"是在撓性轉子的低速校正過程中，根據撓性轉子的長度，在撓性轉子上分成若干個截面進行校正；"中貼端拉"是通過在動平衡機的雷達圖上監測的不平衡量角相 和不平衡的量值，在中部位置貼平衡塊校正，將中部貼的不平衡塊質量， 在撓性轉子的兩端按質量均分原則粘貼平衡快，粘貼角相與中部平衡塊成180。;"靜態降振"是在臨介轉速前的一段轉速範圍內選擇一個較合適的轉速進行靜平衡，並在逐漸靠近臨介轉速的轉速下進行靜平衡校正；"振動速度的二倍頻測速"是通過動平衡機的二倍頻設置，測量 撓性轉子的振動速度，實現在低速運轉時，觀察並分析轉子二倍實際轉 速以內的振型；"雷達圖監控"是在測量截面用平衡機的雷達圖監控不平衡量的大 小和角相；"矢量圖校正分析"是最大限度的減少平衡工裝帶來的平衡誤差， 將轉子與安裝座的相對角相呈0° 、 120。 、 240°的三個位置下分別進行 測量，將測得的平衡量值按角相成比例的繪製在平衡機的雷達圖上，並 將其頂點連成三角形，調整轉子的裝夾使三角形外接圓圓心與雷達圖的 中心連線基本重合；"雷射監測降振"是通過在轉子的中部安裝雷射監測儀，監測儀 輸出端與平衡機相聯接，監測轉子的周向最大位移及最大位移的角相。 實施例一進行某材料為鋁合金2024，長度達到3米，壁厚最薄可達1 1.6 毫米，半徑達到57. 15毫米的空心的薄壁撓性軸的高速動平衡實施內容 如下(1) 首先在平衡機上建立平衡文件，按軸的長度調整支撐擺架的 距離，並安裝平衡連接法蘭，再將軸安裝在法蘭上，待平衡。(2) 輸入撓性軸的靜平衡參數，包括平衡轉速為1000r/min，平衡 半徑為57. 15毫米，規定剩餘不平衡量為1000g.mm，測後剩餘不平衡量 為750g. mm。(3) 進行軸的低轉速動平衡工作，輸入動平衡參數，包括平衡轉速為1000 r/min，平衡半徑為57. 15毫米，規定單面剩餘不平衡量為 30g.mm，應用"多截面多角相"的平衡方法，在軸上分六個校正面貼平 衡塊進行校正，校正後剩餘不平衡量達到25 g.mrn;(4) 進行軸的靜態降振工序，輸入軸的靜平衡參數，平衡轉速為 1600r/min，平衡半徑為57. 15毫米，規定剩餘不平衡量為200g. mm，在 軸的中部進行校正，應用"中貼端拉"、分別在1600r/min、 1650r/min、 1700r/min的轉速下進行"靜態降振""振動速度的二倍頻測速"的方法， 校正後的剩餘不平衡量為180 g.咖；(5) 進行軸的臨介轉速動平衡工序，輸入軸的平衡參數，平衡轉 速為1770 r/min，平衡半徑為57. 15毫米，剩餘不平衡量為每個支點 171 g.mm，在軸的中部和兩端進行校正，採用"雷達圖監控"、"矢量圖 校正分析法"、"雷射監測降振"的方法，校正後剩餘不平衡量為每個支點169g.腿；(6) 工作轉速動平衡工序，輸入軸的平衡參數，平衡轉速為4680 r/min，平衡半徑為57. 15毫米，剩餘不平衡量為每個支點17. lg. mm， 在軸的兩端進行校正，應用"矢量圖校正分析"、"雷達圖監控"的方法， 校正後剩餘不平衡量為每個支點16g.mm;(7) 噴漆後臨介轉速動平衡工序，剩餘不平衡量為每個支點150 g.mm，在軸的中部進行校正，採用"雷達圖監控"、"雷射監測降振"的 方法，校正後剩餘不平衡量為144 g.(8) 噴漆後工作轉速動平衡工序，剩餘不平衡量為每個支點 15g.mm，在軸的兩端進行校正，應用"振動速度及二倍頻測速"方法， 校正後剩餘不平衡量為14.4 g.mm。(9) 振動和最大偏轉檢測工序，要求異常振動及最大振幅小於lmm。 應用"雷射監測降振"的方法，測後振幅為0. 16 mm;(10) 最終狀態檢驗工序。檢査軸在臨介轉速下，剩餘不平衡量每 個支點小於150 g.mm，工作轉速下剩餘不平衡量為每個支點小於 15g.mm，且工作轉速下振幅小於lmm;轉動過程中與阻尼環無異常觸現 象，沒有異常聲響和振動，符合軸的技術狀態，動平衡合格。.實施例二進行某材料為玻璃纖維/環氧樹脂，長度達到l. 8米，壁厚最薄可達2. 2毫米，半徑達到57. 15毫米的撓性軸動平衡實施內容如下(1) 首先在平衡機上建立平衡文件，按軸的長度調整支撐擺架的 距離，並安裝平衡連接法蘭，再將軸安裝在法蘭上，待平衡。(2) 輸入撓性軸的靜平衡參數，包括平衡轉速為1000r/min，平衡 半徑為57. 15毫米，規定剩餘不平衡量為900g.mm，測後剩餘不平衡量 為550g. ■。(3) 進行軸的低轉速動平衡工作，輸入動平衡參數，包括平衡轉 速為800 r/min，平衡半徑為57. 15毫米，規定單面剩餘不平衡量為 25g.mm，應用"多截面多角相"的平衡方法，在軸上分四個校正面貼平 衡塊進行校正，校正後剩餘不平衡量達到22 g.mm;(4) 進行軸的靜態降振工序，輸入軸的靜平衡參數，平衡轉速為 2000r/min，平衡半徑為57. 15毫米，規定剩餘不平衡量為lOOg. mm，在 軸的中部進行校正，應用"中貼端拉"、分別在1800r/min、 1850r/min、 1950r/min的轉速下進行"靜態降振""振動速度的二倍頻測速"的方法， 校正後的剩餘不平衡量為89 g.mm;(5) 進行軸的臨介轉速動平衡工序，輸入軸的平衡參數，平衡轉 速為2200 r/min，平衡半徑為57. 15毫米，剩餘不平衡量為每個支點 100 g.mm，在軸的中部和兩端進行校正，採用"雷達圖監控"、"矢量圖 校正分析法"、"雷射監測降振"的方法，校正後剩餘不平衡量為每個支 點91g. mm;(6) 工作轉速動平衡工序，輸入軸的平衡參數，平衡轉速為4542. 3 r/min，平衡半徑為57. 15毫米，剩餘不平衡量為每個支點lOg. mm，在 軸的兩端進行校正，應用"矢量圖校正分析"、"雷達圖監控"的方法， 校正後剩餘不平衡量為每個支點8. 5g. mm;(7) 振動和最大偏轉檢測工序，要求異常振動及最大振幅小於 0.3腿。應用"雷射監測降振"的方法，測後振幅為0.095 mm;(8) 最終狀態檢驗工序。檢查軸在臨介轉速下，剩餘不平衡量每個 支點小於100 g. mm，工作轉速下剩餘不平衡量為每個支點小於lOg. mm， 且工作轉速下振幅小於0. 3mm;轉動過程中無異常觸現象，沒有異常聲 響和振動，符合軸的技術狀態，動平衡合格。
權利要求
1.一種撓性轉子的動平衡校正方法，其特徵是，(1)在平衡機上輸入平衡參數，調整動平衡機的支撐及擺架位置；(2)靜平衡校正，輸入靜平衡的參數，進行靜平衡測量；(3)低速動平衡校正，輸入動平衡的參數，設置剩餘不平衡量，根據轉子的長度和不平衡量，在轉子上平均分成若干個截面進行多校正面進行校正，使剩餘不平衡量達到設定值以內；(4)靜態降振校正，輸入靜平衡的參數，設置剩餘不平衡量，(a)通過在動平衡機的雷達圖上監測不平衡量角相和不平衡的量值，在轉子的中部位置貼平衡塊，再在轉子的兩端粘貼角相與中部平衡塊成180°、質量為中部平衡塊的1/2的平衡塊；(b)根據轉子的不平衡量，在臨界轉速前的一段轉速並逐漸靠近臨介轉速範圍內選擇不同的轉速進行靜平衡校正，並逐漸靠近臨界轉速的轉速下進行靜平衡；(c)通過動平衡機的二倍頻設置，測量轉子的振動速度，使剩餘不平衡量達到設定值以內；(5)臨界轉速動平衡校正，輸入動平衡的參數，設置剩餘不平衡量，(a)利用平衡機上的「雷達圖監控」監控轉子的不平衡量的大小和角相；(b)將轉子與安裝座的相對角相呈0°、120°、240°的三個位置分別進行測量，將測得的平衡量值按角相成比例的繪製在平衡機的雷達圖上，並將其頂點連成三角形，調整轉子的裝夾使三角形外接圓圓心與雷達圖的中心連線基本重合；(c)在轉子的中部安裝雷射監測儀，監測儀的輸出端與平衡機相連接，監測轉子的周向最大位移及最大位移的角相，使剩餘不平衡量達到規定值以內；(6)工作轉速動平衡校正，輸入動平衡的參數，設置剩餘不平衡量，(a)利用平衡機上的「雷達圖監控」監控轉子的不平衡量的大小和角相；(b)將轉子與安裝座的相對角相呈0°、120°、240°的三個位置分別進行測量，將測得的平衡量值按角相成比例的繪製在平衡機的雷達圖上，並將其頂點連成三角形，調整轉子的裝夾使三角形外接圓圓心與雷達圖的中心連線基本重合，使剩餘不平衡量達到規定值以內；(7)振動和最大偏轉檢測，在轉子的中部安裝雷射監測儀，監測儀的輸出端與平衡機相連接，監測轉子的周向最大位移及最大位移的角相，使剩餘不平衡量達到規定值以內；(8)最終狀態檢驗。
2.根據權利要求1所述的撓性轉子動平衡的校正方法，其特徵是， 對於表面噴漆的撓性轉子，在所述的(6)和(7)之間，還包括以下步 驟(1) 噴漆後臨介轉速動平衡，輸入動平衡的參數，設置剩餘不平衡量，(a) 利用平衡機上的"雷達圖監控"監控轉子的不平衡量的大小 和角相；(b) 在轉子的中部安裝雷射監測儀，監測儀的輸出端與平衡機相 連接，監測轉子的周向最大位移及最大位移的角相，使剩餘不平衡量達 到規定值以內；(2) 噴漆後工作轉速動平衡，輸入動平衡的參數，設置剩餘不平 衡量，通過動平衡機的二倍頻設置，測量轉子的振動速度，使剩餘不平 衡量達到規定值以內。
全文摘要
本發明屬於一種撓性轉子的動平衡的校正工藝，涉及一種撓性轉子的動平衡校正方法。本發明採用在撓性轉子的中部和兩端位置貼平衡塊的「中貼端拉」方法、採用在臨介轉速前的一段轉速範圍內選擇一個較合適的轉速進行靜平衡，並在逐漸靠近臨介轉速的轉速下進行靜態降振，及多截面校正、振動速度的二倍頻測速、雷達圖監控、矢量圖校正分析、雷射監測降振等方法，有效地降低撓性轉子的振動速度，並能找到最佳的平衡轉速，避免在平衡過程中形成主慣性轉子與轉子線交於重心的偶不平衡，找到不平衡量產生的部位，有針對性的進行校正。
文檔編號G01M1/00GK101246073SQ20081008449
公開日2008年8月20日 申請日期2008年3月26日 優先權日2008年3月26日
發明者於加輝, 商佔勝, 李雲華, 苗福華, 袁世瑞, 陳佔一 申請人:哈爾濱東安發動機(集團)有限公司