旋转设备的动平衡问题, 是设备运行维护中常见问题。一般判断不平衡故障的方法: 有频谱分析法、震源方向判断法、相位判断法, 也可以根据温度计显示值来判断, 当振动剧烈时, 机组运行时的声响也会发生明显变化。要准确掌握振动情况, 目前来看, 有多种比较先进的振动数据采集器, 可绘制频谱、波型及滑动轴承设备的轴心轨迹等, 也有便携式测振表, 使用振幅是否超标的方法进行简单判断。现场动平衡仪不但可以辅助判断转子动平衡状态, 也可以测量振动相位, 对需加配重的质量数据计算更为准确可靠, 是兼有判断功能及处理功能的解决动不平衡故障的理想工具。

过去人们习惯于转子离机平衡，即在专门的动平衡机上进行平衡。这样做需要揭盖、拆卸、运输转子等工序。检修时间长, 工序复杂, 费用高, 对大型转子尤其困难。现场动平衡技术缩短了检修时间, 降低了修理费用, 减少了停机损失; 检验平衡效果和精度直观准确,  且平衡成本低, 因此, 人们普遍推崇现场动平衡技术。

一、转子不平衡振动故障的类型

旋转设备动平衡试验调整的范围很广泛, 包括转子质心偏离几何中心线或回转中心调整、部件劣化检测等。对于转轴、电机转子的质心偏离几何中心线或回转中心的情况, 在进行静平衡试验后, 不再纳入动平衡调整。转子叶轮的质心偏离几何中心线或回转中心的情况, 虽然在设备安装前进行了静平衡试验, 但随着设备运转、叶轮磨损, 质心偏离几何中心线或回转中心的情况仍然会出现, 因此成为动平衡试验调整的重要内容。旋转设备动平衡调整范围主要有以下几种情况:

1、对于转轴的质心偏离几何中心线或回转中心,形成力偶的不平衡情况;

2、电机转子的质心偏离几何中心线或回转中心,形成力偶的不平衡情况;

3、设备投入运行后,磨损使叶轮的质心偏离几何中心线或回转中心, 形成力偶的不平衡情况。

二、转子不平衡故障辨识
诊断动不平衡故障的基本方法, 首先必须分析信号的频率成分, 是否存在转频突出的情况, 其次分析振动的方向特征, 必要时再分析振幅随转速的变化或测量相位。在频谱分析方法中, 动不平衡故障的特点为:

1、振动波形接近正弦波;

2、振动频率以1X转频振动为主,有时也有2X、3X转频振动;

3、轴心轨迹近似圆形,主要是针对使用滑动轴承的旋转设备;

4、在两个轴承处均产生较大的径向振动,一般以水平径向为主, 不平衡严重时, 还会产生较大的轴向振动;

5、动不平衡振动在相位上与转速同步,一般情况不进行测量, 在频谱特点不明显时, 可参考分析设备故障。在使用现场动平衡仪作辅助判断时, 测得的相位波动应小于 10°, 否则应排除设备存在动不平衡故障。

三、转子不平衡故障处理

按照ISO1940《机械振动- -刚性转子平衡品质的要求》用剩余不平衡量来检验平衡的精度。而机器运行是用振动的大小评价机器运行状态的。对于刚性转子按照ISO1940标准验收,一般能够满足机器运转要求;对于挠性转子, 就不一定能满足机器运行的要求。需要做额定工作转速范围的高速动平衡, 大型高速动平衡需要昂贵的动平衡设备, 并且专用平衡机的支承刚度、安装环境与机器实际运转状态不可能完全一致, 存在相当大的误差。

四、 现场动平衡校正必备的条件

1、只有不平衡的设备才可以实施动平衡;

2、能进行多次在工作转速范围内的起动运转;

3、设备的现场环境能安装动平衡测试仪和传感器;

4、能在转子上进行校正平衡配重工作;

五、现场动平衡测试仪的基本要求

1、测量频率范围满足机器工作频率范围;

2、测量振动的范围和精度符合标准的要求;

3、测量准确可靠,故障率低,抗干扰性强。

六、现场动平衡的准备工作：

1、初步判断振动的原因;

2、初步确定平衡方案;

3、准备好测试仪和传感器;

4、确定测点安装传感器和仪器;

5、准备好配重。动平衡调整时,配重一般选用厚度为10mm的钢板,并根据需要截取成适当面积的正方形,并考虑焊接造成的质量变化。

试加配重m的计算:

m=100M (/Rn2)( kg)

式中, M—转子的重量, kg;

R—试重的安装半径, m;

n—转速, r/min。

七、现场动平衡作业的一般程序，设备出现动不平衡故障后, 采用现场动平衡处理方法, 其程序因情况不同而有所不同, 但一般程序是相同的。

运行中的设备转子出现不平衡是必然的, 特别是高速回转的机械振动, 转子不平衡是主要激振力, 如风机、水泵电机、汽轮发电机组等, 其振动主要原因是转子不平衡, 因此使转子平衡是消除现场运行振动的一项重要措施。

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