动平衡技术的现场应用及分析

赵万春

(抚顺新钢铁有限责任公司，辽宁 抚顺 113001）

根据不完全的统计，很多旋转机械的振动出现问题都是由于转子不平衡而导致的，这也是引起旋转出现机械振动的最为重要的原因。针对线性系统而言，由失衡引起的振动频率大概为转子的旋转频率。如果系统是非线性的，那么就必然会导致失衡进而出现一系列的高阶谐波成分的振动。这就需要采取一些措施保证能够消除失衡而引起的振动，所以就要应用动平衡技术。不同的生产有不同的需求，不可能有很长的时间将转子从壳体中取出,所以需要到外厂进行相关的操作，保证平衡。在很多情况下，可以对状态的数据进行检测，保证进行频谱的分析,并根据动平衡技术保证在不拆卸机器的情况下，对转子进行有效的动平衡研究。

1 动平衡技术简介

动平衡就是指旋转机械处于工作的状态下，并对振动进行分析，保证能够实现平衡校正。这样的实验方法有很大的优势，例如不需要拆卸机器，就可以吊出转子,同时也不需要平衡机或是类似于实验台等相关的设备,就能够避免进行拆卸或是进行重装而导致出现的误差。在必要的情况下，可以使用微量补偿从而保证转子不被腐蚀和磨损。但是需要指出的是，动平衡的指标是失衡能够导致出现振动，如果能够将其控制在允许的范围内，就可以在一定程度上消除平衡。但是往往由于测量的误差等其他因素，要想达到完全平衡是不可能的[1]。对于现场的动平衡技术,可以使用影响系数法，才能保证技术的使用条件。主要的思想就是通过转子与轴承两者组成的系统，并保持一定程度的平衡，这样的振动响应会导致不平衡的出现，进而导致振动响应出现线性叠加,这样就将其称为影响系数。而动平衡的现场应用就是在此基础上，进行平衡量的转换，让平衡量的测试保证在影响系数范围内，并因此而求得加(减)的平衡校正量。

2 动平衡计算分析

动平衡的计算需要建立在对动平衡技术有所了解的情况下，这样才能保证转子的正常运转。一旦转子的工作转速比较低，与一阶临界的转速无法进行比较,就可以将其称为刚性转子,反之就可以称为挠性转子。它们在动力学方面会有很大的特性差别，因而表现为对应不同的平衡方法。动平衡计算主要包括单面和双面的动平衡计算，不同的转子与其对应的动平衡也有所不同。不同的转速会由于离心惯性不一致而导致转子出现不同程度的偏差，转子在弯曲的过程中会改变之前的质量分布,进而导致出现离心力的分布[2]。转子的不平衡状态是由转速变化所导致的，也就是说转速不同的转子会因为转速的变化而打破原有的平衡状态。理论上来讲，转子会有无穷多个平面，之后对转子的各个平面进行校正，保证转子能够达到平衡。只有在这样的状况下，转子能够在达到一定的转速下保持原有的平衡，但是这种平衡并不会实现。随着技术的不断进步，电测技术已经成功推动了动平衡技术的发展，很多学者也因此研究了与动平衡相关的计算算法。对于动平衡的试验,可以让风机的振动有比较大幅度的降低,这样才能取得较为满意的效果。动平衡计算还可以利用计算机进行数字信号的处理，并对转子现场进行平衡测试，保证能够给出多种校正方式。此外由高校师生共同研究的现场动平衡测试系统,也能够应用相关分析的方法对动平衡进行分析，经过反复的实验，结果证明可以这个系统能够取代硬件仪器资源,并缩短时间周期和节约成本。但是也能够方便地进行维护，方便使用，鉴于这些广阔的应用前景，因此可以进行大力的推广。

3 动平衡技术的现场应用及分析

动平衡的现场应用可以体现在多个方面，但是对于一些比较重要的设备，还需要保证其能够进行长时间的工作，这样才能有良好的表现性能。但是因为长时间的工作会导致机器出现热变形或是磨损，从而让转子的平衡遭到破坏，这时就需要一种转子在线动平衡技术。动平衡技术的现场应用主要表现在转子在线动平衡技术上，可以对振动传感器进行利用，保证能够在工作状态下对不平衡的量进行处理。通过手动或自动的方式控制平衡机构的工作,能够保证对平衡量进行校正，从而让转子保持平衡。如果对平衡方法进行探究，那么转子可以分为两种，一是通过直接在转子上进行加重，保证能够进行校正，这是直接的方法，还可以利用转子来保证不平衡量的测定。例如电磁式在线动平衡机构的原理,就是根据机构所需进行必要的执行操作，能够设计出一种高速的主轴驱动器，保证能够控制平衡环，并达到高速主轴的在线动平衡。通过这样的系统和方法验证，可以让不同方向的任意转盘进行移动控制，从而减少时间，提高经济效益。

自从上个世纪起，动平衡技术已经朝向成熟的方向发展，而且日趋完备,人们能够对动平衡技术进行研究，并保证能够随着工业技术的不断进步而改良转子转速以及精密度。但是全新的动平衡技术研究仍需努力，对动平衡的现场研究需要保证可以试用到不同的范围之中。各种动平衡技术都有全新的发展空间，可以随着传感器的精度而提高一体化技术。动平衡技术需要引起广泛的重视，保证有较高的平衡系统造价，这是未来发展的主要问题。

[1] 饶金阳.汽轮机低压转子高速动平衡时支承方式的研究[J].科技信息，2010(01).

[2] 祁乃斌,袁奇,饶金阳.长外伸段转子高速动平衡时支承方式的研究[J].热能动力工程，2008(04).