【2017年整理】转子动平衡技术探究.docVIP

电动机转子动平衡技术探究 郑 威 （云南三环中化化肥有限公司，云南 昆明 650113） 摘要：转子动平衡的检测和校正是降低旋转电机振动和噪声的有效方法，通过检测转子的原始不平衡量，通过加重或去重的方法校正残余不平衡量，从而达到动平衡精度的要求。本文分析了旋转电机转子不平衡量产生的原因、允许剩余不平衡量的计算以及动平衡校验的方法。 关键词：转子动平衡；不平衡量；动平衡精度；动平衡校验 0 引言 旋转电机在高速的回转状态下会产生惯性力，这种惯性力与转子平面相垂直。如果转子存在不平衡量，当转子旋转时，转子的不平衡量将产生一个离心力。随着转速升高，离心力也逐渐变大。离心力通过轴承传达到机器上，引起整个机器的振动，产生噪音，加速轴承的磨损，降低机器的寿命，甚至使机器控制失灵，发生严重事故。 所谓转子动不平衡，是指由于转子质量分布不均匀，致使其中心惯性主轴与回转轴线不重合而产生的理性惯性力不平衡。离心关心力的合力F的方向随转子的回转周期性变化，期大小与转子的偏心质量m、偏心距e及角速度的平方成正比，即：F=meω2，所以降低电动机转子不平衡，除了提高转子的精度外，最有效的方法就是对转子进行不平衡校正，实质是调整转子的质量分布，是转子在转动是的离心力达到平衡。 1 引起转子不平衡的原因 1.1 设计问题 转子旋转体几何形状设计不对称，对称轴不在旋转轴线上；（2）在转子内部或外部有表面粗糙，质量分布不匀；（3）零件在转轴上的配合面粗糙，配合公差不合适，产生径向或轴向摆动。配合过松时，高转速下转子内孔扩大造成偏心；（4）轴上转动部件未对称安装，且有配合间隙；（5）转子安装不紧固，存在配合松动。 1.2. 材料缺陷 转子铸件有气孔，造成材料内部组织不均匀，材料厚薄不一致，质量不对称；（2）材料较差，易于磨损、变形造成质量分布不均。 1.3. 加工与装配误差 焊接和浇铸上的造型缺陷；（2）切削中的切削误差；（3）在装配时配合误差的累积，引起重心偏移；（4）材料热处理不符合条件要求，或残余未消除加工和焊接时的扭曲变形，使转子永久性变形；（5）配合零件不一致造成质量不对称；（6）未进行找平找正，联轴器不对中，一种平行不对中相当于对转子加了一个不平衡负荷。 由以上原因引起转子某种程度的不平衡问题，分布在转子上的所有不平衡矢量的和可以认为是集中在“重点”上的一个矢量，因此动平衡技术可以在其相对应的位置处加重或去重来平衡质量分布。 2 转子动平衡工艺设计要求 根据电动机转子的结构特点，可将其看做为刚性转子。对于刚性转子的任意不平衡量的分布，只要取两个校正面进行动平衡校正，就能将转子的剩余不平衡量校正到小于或等于转子的允许不平衡量。按照电动机转子的设计和制造工艺特点，可将两个校平面Uper1和Uper2设置在铁心附近或电动机的平衡槽内。 郑威（1984—），男，山西忻州人，化工电气助理工程师、H3C网络认证工程师，云南三环中化化肥有限公司电气专业技术带头人，太原科技大学电气工程及其自动化工学学士、计算机科学与技术理学学士，昆明理工大学在职硕士研究生，主要从事电气工程自动化和控制工程设计维护工作。国际标准化组织(ISO)于1940年制定了世界公认的ISO1940平衡等级，它将转子平衡等级分为11个级别，每个级别间以2.5倍为增量。电动机的转子的平衡等级一般按照G6.3进行校验。一般来说，转子的质量越大，允许的剩余不平衡量也越大，因此将允许的剩余不平衡量（Uper 郑威（1984—），男，山西忻州人，化工电气助理工程师、H3C网络认证工程师，云南三环中化化肥有限公司电气专业技术带头人，太原科技大学电气工程及其自动化工学学士、计算机科学与技术理学学士，昆明理工大学在职硕士研究生，主要从事电气工程自动化和控制工程设计维护工作。 (1) e是转子单位质量的不平衡量，称为不平衡率，对静不平衡转子而言，就是偏心距。它能表示出平衡精度的高低。 根据工程经验转子单位质量许用不平衡e不得超过下表规定： 电机同步转速n（r/min） 3000 1500 1000 750 600 转子单位质量的需用不平衡量e 8 16 24 32 40 表（1）转子单位质量许用不平衡率 平衡精度等级（G）用转子允许位移（e）和转子工作角速度（ω）之积来表示，即： （2） 又根据平衡力矩可知： （3） 式中：Uper代表允许不平衡量，单位g； r 代表转子的校正半径，单位是mm。 联立式（1）（2）（3）可得出允许不平衡量（Uper）公式如下： （4） 根据式（4）可以得出电动机的允许不平衡量，但是电机转子一般都是双面校正平衡，故分配到每面的允许不平衡量为Uper/2。 3 动平衡的校正 3.1 校正方式的