雙面影響系數(shù)法在汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡中的應(yīng)用

摘 要：隨著計(jì)算機(jī)及其它智能儀器在此領(lǐng)域的應(yīng)用，動(dòng)平衡的功效及精度已大大提高。筆者近年用成都市中國(guó)測(cè)試技術(shù)研究院研制的DBA-6A型動(dòng)平衡分析儀，以雙面影響系數(shù)法在汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡方面進(jìn)行了有益的嘗試，收到了較理想的效果。

關(guān)鍵詞：動(dòng)平衡；雙面影響系數(shù)法；支承面；振動(dòng)

1 雙面影響系數(shù)法動(dòng)平衡

1.1 動(dòng)平衡

所謂的動(dòng)平衡就是消除振動(dòng)的過(guò)程。這是目前機(jī)械制造行業(yè)廣泛采用的一種專業(yè)型技術(shù)，同時(shí)也是電力部分采取的消除消除整個(gè)機(jī)組振動(dòng)的有效對(duì)策。

在制造與生產(chǎn)加工汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子及其他旋轉(zhuǎn)部件過(guò)程中可能會(huì)受到諸多因素的影響，造成一定的偏差，使振動(dòng)增加，運(yùn)行不穩(wěn)。例如：轉(zhuǎn)子的質(zhì)量偏心、轉(zhuǎn)子部件松動(dòng)、支承座的松動(dòng)、軸瓦間隙不合適、拖動(dòng)機(jī)構(gòu)不合理、熱變形、電磁振動(dòng)等種種原因都可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)子部件出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，與軸線對(duì)稱不完全，也就是說(shuō)幾何中心線與旋轉(zhuǎn)中心線不重合，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的位移和振動(dòng)。此時(shí)可以通過(guò)相應(yīng)的拾振器的檢測(cè)加（減）相應(yīng)的質(zhì)量，以使轉(zhuǎn)子質(zhì)量中心線和旋轉(zhuǎn)中心重合，不因離心力對(duì)支承座造成過(guò)大的動(dòng)載荷，達(dá)到平穩(wěn)運(yùn)行的目的。

當(dāng)前以兩點(diǎn)法、相對(duì)相位法、幅相分量法、影響系數(shù)法及振型分離法等方法較為常見(jiàn)，下面就來(lái)探討一下系數(shù)法在汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡中的應(yīng)用。

1.2 雙面影響系數(shù)法

所謂的雙面影響系數(shù)法，就是在轉(zhuǎn)子的兩個(gè)配重面分別施加一個(gè)重量，確定大小及重量，運(yùn)用這一重量的作用轉(zhuǎn)子在兩個(gè)支承面上的振動(dòng)幅度與相位變化，進(jìn)而計(jì)算出外施重量在不同作用面上對(duì)轉(zhuǎn)子振動(dòng)及相位的影響系數(shù)，最終確定出加在兩個(gè)配重面上配重塊的大小及位置，進(jìn)而達(dá)到消除轉(zhuǎn)子不平衡，降低振動(dòng)的目標(biāo)。

1.2.1 影響系數(shù)的確定

設(shè)轉(zhuǎn)子的兩支承面分別為A、B面，兩配重面分別為Ⅰ面、和Ⅱ面。在平衡轉(zhuǎn)速上測(cè)得A、B面二初始振動(dòng)為：

在Ⅰ面上加試重P1=P∠p1后，在相同的平衡轉(zhuǎn)速上測(cè)得A、B兩面上的振動(dòng)分別為： A1=A1∠α1

B1=B1∠β1

由作圖法求得：MA1=MA1∠mA1=A1-AO

MB1=MB1∠mB1=B1-B0

則第Ⅰ面對(duì)A、B兩支承面的影響系數(shù)為：

KA1=MA1/P1；KB1=MB1/P1

同理可得第Ⅱ面對(duì)A、B支承面的影響系數(shù)為：

KA2=MA2/P2；KB2=MB2/P2

需要指出的是，由此得出的影響系數(shù)必須經(jīng)校正無(wú)誤后，方可使用。校正的方法很多，本文不在贅訴。因此，準(zhǔn)確地找出正確的影響系數(shù)成為本方法的關(guān)鍵。

1.2.2 動(dòng)平衡方程式的建立

我們知道，當(dāng)在配重面上加平衡重量后，在軸承上所產(chǎn)生的振動(dòng)，只有與對(duì)應(yīng)軸承的初始振動(dòng)相互抵消時(shí)，才能減小或消除該軸承的振動(dòng)。由此我們得到建立平衡方程式的依據(jù)。

設(shè)在第Ⅰ、Ⅱ兩配重面上加平衡重量：

Q1=Q1∠q1；Q2=Q2∠q2

使之達(dá)到平衡的條件為：

軸承A：Q1*KA1+Q2*KA2+AO=0 ①

軸承B：Q1*KB1+Q2*KB2+BO=0 ②

解聯(lián)立方程①②可求得Q1、Q2為

Q1=（A0*KB2-B0*KA2）/（KB1*KA2-KA1*KB2）

Q2=（B0*KA1-A0*KB1）/（KA2*KB1-KB2*KA1）

注：影響系數(shù)及最終應(yīng)加平衡重量的大小及相位的求解已編成軟件，在實(shí)際工作中得到迅速而準(zhǔn)確的應(yīng)用，方便且快捷。

1.2.3 應(yīng)用實(shí)例

從實(shí)踐中我們可以看到，將這一方法應(yīng)用在600mw及以下的汽輪發(fā)電子轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡中。從所獲得的結(jié)果來(lái)看，較傳統(tǒng)的方法改進(jìn)很多，首先是動(dòng)平衡啟動(dòng)車的次數(shù)明顯降低，經(jīng)過(guò)計(jì)算，大約減少了三分之二的啟動(dòng)次數(shù)，大大節(jié)約了能源與人力資源。同時(shí)，改善了平衡的精度，隨著科學(xué)技術(shù)水平的普及，計(jì)算機(jī)等儀器被普遍的應(yīng)用，大大降低了由人為計(jì)算帶來(lái)的誤差，提升計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，進(jìn)而使平衡精度得到改善。

現(xiàn)摘取兩例供參考，見(jiàn)表1，表2。

2 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，這一方法目前已經(jīng)十分普及，但在應(yīng)用過(guò)程中仍要注意：轉(zhuǎn)子上角度的劃分及走向，要按照“順轉(zhuǎn)向，逆角度”的原則；同時(shí)，鑒相器的反射光標(biāo)要與轉(zhuǎn)子上所劃分的零度相對(duì)應(yīng)；最后，必須要將拾振器安裝在轉(zhuǎn)子的一側(cè)。這是從實(shí)踐中總結(jié)出的必要原則，唯有如此，平衡計(jì)算時(shí)所得到的相位角才有實(shí)際意義，才能實(shí)現(xiàn)快速且準(zhǔn)確的動(dòng)平衡。

參考文獻(xiàn)

[1]天津大學(xué)《機(jī)械振動(dòng)測(cè)量》