转子动平衡是电机生产加工过程中非常关键的一道工序。无论是铸铝转子还是绕线转子,在轴、铁芯以及后续的铸铝、嵌线、接线、浸漆等工艺过程中,都很难保证旋转体的对称性。必须采用转子动平衡的方法。减少或消除转子不平衡,满足电机运行过程中振动和噪声的控制要求。
大多数电机制造商根据电机转子的重量来选择平衡设备。平衡机的转速有几个不同的档位,然后通过允许不平衡量来控制平衡精度。然而,对于很多电机产品来说,平衡过程数据控制得很好,但电机运行时却不同程度地出现振动。特别是对于高速电机,这个问题相对更常见。这也暴露了一个问题,即平衡过程速度与电机实际运行速度的匹配问题。为了解决这类问题,有的电机厂家采用了模拟电机运行的在线平衡方法,即尽可能接近电机的运行速度进行平衡,基本上解决了上述问题。
转子动平衡
由于材质不均匀、工艺误差、转子叶片变形不均匀、磨损不均匀或局部失块等因素,转子上始终存在不平衡现象。转子不平衡是发动机振动的主要来源。不平衡导致转子振动,加速轴承、轴封等部件的磨损,降低机器的使用寿命和效率。为此,在发动机制造或维护过程中。即使在运行过程中,转子也需要进行动态平衡。动平衡是通过在转子上去掉重量或增加配重来改变转子的质量分布,使质心偏心离心力或作用在轴承上的动载荷引起的转子振动减小到允许范围内。允许的范围内,从而实现发动机的平稳运转。目的。
刚性转子动平衡
动平衡分为刚性转子动平衡和柔性转子动平衡。动平衡可以在平衡机上进行,也可以在机体上对转子进行平衡。定义刚性转子有两种方法:
(1)《机械振动平衡词汇》(GB/T 6444--2008)中规定的刚性转子的定义
平衡机上转子的支撑条件与现场机的支撑条件类似。转子只需在平衡转速(一般为工作转速的20%左右)下进行平衡,选取垂直于转子轴线的任意两个校正面进行平衡校正。如果转子和力偶的残余不平衡量减小到平衡质量允许值以下,则该转子可视为刚性转子。
(2)工程中通常用临界转速作为刚性转子与柔性转子的分界线。即工作转速低于第一临界转速的转子称为刚性转子;工作转速高于第一临界转速的转子称为柔性转子。刚性转子动平衡一般称为低速动平衡。这不是除以平衡速度,而是由刚性转子的定义决定。根据理论计算和试验结果证明,只有当转子转速低于转子第一临界转速的0.4~0.5倍时,转子偏转变形对其平衡的影响可以忽略不计。根据这一原理,任何转子只要低于一定的转速,都可以视为刚性转子。
由于刚性转子动平衡和低速动平衡含义相同,因此刚性转子动平衡直接称为低速动平衡。刚性转子平衡理论假设转子在动态条件下不发生偏转变形。基于矢量叠加平移原理,将转子体内复杂不平衡分布产生的复杂不平衡力系统叠加传递到转子两端面。优越的。因此,可以通过调整转子两端面上配重块的大小和方向来实现刚性转子的平衡,使整个转子从启动到运行转速范围内都能达到平衡要求。刚性转子的平衡有两种方法:测幅平衡法和测相平衡法。相位平衡法首先采用划线法、凸轮接触法、示波器法、闪光相位测量法、标准脉冲法。
柔性转子的动平衡
柔性转子通常在一阶甚至二阶和三阶弯曲临界速度以上运行。因此,平衡时不仅要消除转子刚体的不平衡,还要消除工作转速范围内的振动模态不平衡。为此,建立了所谓的模态平衡法。该方法的应用条件是待平衡的各阶振动模态能够解耦。实际上,这意味着阻尼必须很小并且轴承刚度必须没有交叉耦合效应。此外,需要提前知道转子系统的模式。这种平衡方式对平衡人员提出了更高的要求。在现场平衡过程中,往往没有关于转子动态特性的先验知识;而且,可用的平衡校正面的数量也有限,通常只有两个校正面。因此,模态平衡法很难应用。平衡。事实上,仍然采用影响系数法。大多数情况下都可以获得满意的结果。对于刚性转子的平衡,采用两个校正面和一个平衡速度即可达到平衡的目的。然而,对于柔性转子来说,如果只选择一种平衡转速,很难保证在一定转速范围内达到平衡。为此,必须选择多种平衡速度。