CN103712746B - 一种转子动平衡试验中机械滞后角的求取方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种转子动平衡试验中机械滞后角的求取方法。通过在转子***上布置电涡流传感器、鉴相传感器和振动传感器，运用动态信号分析仪***测取转子转动时的振辐和相位，根据测试结果计算转子的机械滞后角和超重相位角，其特点是可以在不加试重，且在低于临界转速时，使转子在同一转速下，正向和反向各运行一次，由测出的振动和相位值计算出机械滞后角和超重相位角。

Description

一种转子动平衡试验中机械滞后角的求取方法

技术领域：

本发明涉及一种转子动平衡试验中有关机械滞后角的求取方法。

背景技术：

在转子动平衡试验中，都需要测试出转子的机械滞后角，由机械滞后角确定加配重的相位角，机械滞后角测试是否准确直接影响动平衡试验的精度和成败。

一般把工作转速低于临界转速的转子叫刚性转子，工作转速高于临界转速的叫柔性转子。刚性转子需要通过加试重来确定机械滞后角，加试重前后转子各运行一次，然后计算机械滞后角。柔性转子可不加试重就能确定机械滞后角和超重角，但要在临界转速上运行才能确定，因为这时机械滞后角等于90度，由此可确定加配重的相位角。但有时转子经过临界转速时振动过大，不能测得准确的相位角。因此如何在低于临界转速的转速上，且不用加试重就能准确确定机械滞后角和加配重的相位就变得非常重要。

发明内容：

本发明的目的是提供一种可靠性好、测量精度高、能实现在低于临界转速的转速上，且不用加试重就能准确确定机械滞后角和加配重的相位的方法。本发明要解决的主要问题是发电机转子的动平衡。本发明的目的是通过以下技术方案实现的：本发明为一种转子动平衡试验中有关机械滞后角的求取方法，具体步骤为：

1)在转子轴承座上布置低频振动传感器和电涡流传感器，并使他们

沿轴向成一条直线，在转轴上布置键相片，键相片要与键相传感器在同一水平线上，低频振动传感器拾取轴承座的振动信号，电涡流传感器拾取转轴的摆度信号和相位信号；

2)连接测量***，将低频振动传感器和电涡流传感器连接到数据采集***，数据采集***连接到计算机；

3)启动计算机，运行动态信号分析软件；

4)使转子转动，在振动和摆度不超标的情况下，对于工作转速低于临界转速的转子，转速应尽可能的接近工作转速，对于工作转速高于临界转速的转子，转速应尽可能的接近临界转速；

5)数据采集***对信号进行采集，计算机对采集的振动、摆度和相位信号的时域波形和频域图进行比较分析，得到各测点振动和摆度信号的转频幅值和相位；

6)使转子转动，与步骤4)转速相同转向相反，重复4)至5)的步骤；

7)经过上述测试，得到振动和摆度信号，振动信号和摆度信号用来计算机械滞后角(4)，假设从键相片(5)位置开始，逆时针相位角为正，顺时针为负，键相片位置相位角为零，

8)由于转子的两次运行是沿不同方向，由逆时针运行测得第一振动高点(2)，由顺时针运行测得第二振动高点(3)，第一振动高点(2)的相位是第一振动高点(2)与键相片(5)之间的相位角，第二振动高点(3)的相位是第二振动高点(3)与键相片(5)之间的相位角，

9)把第一振动高点(2)、第二振动高点(3)和键相片(5)的相对位置画在转子截面图上，在第一振动高点(2)和第二振动高点(3)的正中间位置就是超重角(1)，超重角(1)到任一高点的相位角就是机械滞后角(4)，用公式表示为：

机械滞后角(4)：

超重角(1)等于：

其中：θ为机械滞后角，单位：度，

为第一振动高点(2)的相位，单位：度，

为第二振动高点(3)的相位，单位：度，

10)由测试结果计算出转子的机械滞后角和超重角，从而确定加配重的方向，完成动平衡试验。

技术效果：运用本发明能在不加试重并且在低于临界转速的转速下得到转子的机械滞后角，从而确定应加配重的相位，完成动平衡试验。转子在运行时，由于阻尼的存在，其振动最大值的点(称为高点)与转子超重点并不是同一点，当转速较低时，这两者比较接近，当转速等于临界转速时，两者相差90度，当转速超过并远离临界转速时，两者相差接近180度，转子动平衡***在安装完成后，其机械滞后角只与转速有关，当转子顺时针方向旋转和逆时针方向旋转时。由于机组其他条件没有改变，只是旋转方向改变了，所以在这两种工况下其机械滞后角是相同的。在图1中，假设(5)为鉴相片位置(相位为零)，(1)点为转子超重点，相位逆时针方向为正。当机组逆时针方向旋转时，测得振动高点(2)相位为当机组顺时针方向旋转时，测得振动高点(3)相位为

则机械滞后角：

超重角：

刚性转子需要通过加试重来确定机械滞后角，加试重前后转子各运行一次，然后计算机械滞后角，加试重大小对测试结果有很大影响，试重加小了，测试结果不准确，加大了，会使转子***产生很大振动。柔性转子可不加试重就能确定机械滞后角和超重角，但要在临界转速上运行才能确定，因为这时机械滞后角等于90度，由此可确定加配重的相位角。但有时转子经过临界转速时振动过大，不能测得准确的相位角。因此如何在低于临界转速的转速上，且不用加试重就能准确确定机械滞后角和加配重的相位就变得非常重要。本发明的方法可以避免上述问题的发生，且方法简便，测试容易，结果精确。

附图说明：

图1相位关系说明图

图2测试***连接图

具体实施方式：

如图2所示，一种转子动平衡试验中有关机械滞后角的求取方法，

方法包括如下步骤：

1)在转子轴承座上布置低频振动传感器和电涡流传感器，并使他们

沿轴向成一条直线，在转轴上布置键相片，键相片要与键相传感器在同一水平线上，低频振动传感器拾取轴承座的振动信号，电涡流传感器拾取转轴的摆度信号和相位信号；

2)连接测量***，将低频传感器和电涡流传感器连接到数据采集***，数据采集***连接到计算机；

3)启动计算机，运行动态信号分析软件；

4)使转子转动，在振动和摆度不超标的情况下，对于工作转速低于临界转速的转子，转速应尽可能的接近工作转速，对于工作转速高于临界转速的转子，转速应尽可能的接近临界转速；

5)数据采集***对信号进行采集，计算机对采集的振动、摆度和相位信号的时域波形和频域图进行比较分析，得到各测点振动和摆度信号的转频幅值和相位；

6)使转子转动，与步骤4)转速相同转向相反，重复4)至5)的步骤；

7)经过上述测试，得到振动和摆度信号，振动信号和摆度信号用来计算机械滞后角(4)，假设从键相片(5)位置开始，逆时针相位角为正，顺时针为负，键相片位置相位角为零，

8)由于转子的两次运行是沿不同方向，由逆时针运行测得第一振动高点(2)，由顺时针运行测得第二振动高点(3)，第一振动高点(2)的相位是第一振动高点(2)与键相片(5)之间的相位角，第二振动高点(3)的相位是第二振动高点(3)与键相片(5)之间的相位角，

9)把第一振动高点(2)、第二振动高点(3)和键相片(5)的相对位置画在转子截面图上，在第一振动高点(2)和第二振动高点(3)的正中间位置就是超重角(1)，超重角(1)到任一高点的相位角就是机械滞后角(4)，用公式表示为：

机械滞后角(4)：

超重角(1)等于：

其中：θ为机械滞后角，单位：度，

为第一振动高点(2)的相位，单位：度，

为第二振动高点(3)的相位，单位：度，

10)由测试结果计算出转子的机械滞后角和超重角，从而确定加配重的方向，完成动平衡试验。

一般转子都是不平衡的，当转子运行时，我们可以测量其振动和摆度的幅值和相位，相位是相对于键相片那一点的，键相片位置的相位是零，从键相片开始，逆时针角度为正，顺时针角度为负。其振动最大值的点称为高点，与转子超重点并不是同一点，实际测试时我们只能直接测出振动高点的相位，机械滞后角和超重相位角只能通过计算求出。

如图1所示，在转子截面图上，相位是相对于键相片4那一点的，鉴相片位置的相位为零，逆时针相位为正，顺时针相位为负，使转子逆时针旋转，测得第一振动高点2，然后顺时针旋转，测得第二振动高点3，由于转速不变，只是方向相反，所以机械滞后角相同：

机械滞后角：

超重角：

由测试结果计算出转子的机械滞后角和超重角，从而确定加配重的方向，完成动平衡试验。

本发明的测试运行结果证明：

通过该测量装置及方法，可以在不加试重，且在低于临界转速下准确获得转子的机械滞后角，从而确定加配重的相位，完成转子动平衡工作。

Claims (1)

1.一种转子动平衡试验中机械滞后角的求取方法，其特征是：方法包括如下步骤：

1)在转子轴承座上布置低频振动传感器和电涡流传感器，并使他们沿轴向成一条直线，在转轴上布置键相片，键相片要与键相传感器在同一水平线上，低频振动传感器拾取轴承座的振动信号，电涡流传感器拾取转轴的摆度信号和相位信号；

2)连接测量***，将低频振动传感器和电涡流传感器连接到数据采集***，数据采集***连接到计算机；

3)启动计算机，运行动态信号分析软件；

4)使转子转动，在振动和摆度不超标的情况下，对于工作转速低于临界转速的转子，转速应尽可能的接近工作转速，对于工作转速高于临界转速的转子，转速应尽可能的接近临界转速；

5)数据采集***对信号进行采集，计算机对采集的振动、摆度和相位信号的时域波形和频域图进行比较分析，得到各测点振动和摆度信号的转频幅值和相位；

6)使转子转动，与步骤4)转速相同转向相反，重复4)至5)的步骤；

7)经过上述测试，得到振动和摆度信号，振动信号和摆度信号用来计算机械滞后角(4)，假设从键相片(5)位置开始，逆时针相位角为正，顺时针为负，键相片位置相位角为零，

8)由于转子的两次运行是沿不同方向，由逆时针运行测得第一振动高点(2)，由顺时针运行测得第二振动高点(3)，第一振动高点(2)的相位是第一振动高点(2)与键相片(5)之间的相位角，第二振动高点(3)的相位是第二振动高点(3)与键相片(5)之间的相位角，

9)把第一振动高点(2)、第二振动高点(3)和键相片(5)的相对位置画在转子截面图上，在第一振动高点(2)和第二振动高点(3)的正中间位置就是超重角(1)，超重角(1)到任一高点的相位角就是机械滞后角(4)，用公式表示为：

机械滞后角(4)：

超重角(1)等于：

其中：θ为机械滞后角，单位：度，

为第一振动高点(2)的相位，单位：度，

为第二振动高点(3)的相位，单位：度，

10)由测试结果计算出转子的机械滞后角和超重角，从而确定加配重的方向，完成动平衡试验。