CN117804677A - 一种复杂压缩机轴系的分步骤动平衡方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复杂压缩机轴系的分步骤动平衡方法,其包括以下步骤:S1:第一次动平衡,将压缩机转子的轮毂分别单独进行动平衡;S2:第二次动平衡,将压缩机转子的轮毂与主轴等装配后进行动平衡;S3:第三次动平衡,在第二次动平衡的基础上,将压缩机转子装配已称重和排序过的叶片后进行动平衡;S4:第四次动平衡,将压缩机中间轴部件进行动平衡本发明对压缩机轴系中的转子和中间轴采用分步骤的动平衡方法,可以极大提高平衡精度,降低振动风险;本发明由于产品结构和动平衡安全等原因,没法直接使用动平衡块进行配重,在动平衡过程需采用工艺件进行临时配重,待转动部件动平衡完成后,再照配动平衡配。
Description
技术领域
本发明涉及压缩机制造行业技术领域,特别涉及一种复杂压缩机轴系的分步骤动平衡方法。
背景技术
传统的转动部件动平衡方法,是直接将被平衡转子与动平衡设备连接进行动平衡,根据动平衡测量***的指示,在被平衡转子的动平衡面上进行配重,直至满足该转子的动平衡要求,以完成被平衡转子的动平衡试验。
但是压缩机轴系结构特殊,动平衡难度极大,其动平衡方法与传统转子动平衡存在较大差异,具体如下:
1、压缩机转子螺栓连接部位多,主轴与两级轮毂、主轴与推力联轴器轮毂、两级轮毂的连接盖均采用螺栓连接固紧。同时,两级轮毂采用筋板焊接结构。转子特殊的结构型式容易产生较大的不平衡量;
2、压缩机转子两级轮毂上均为复合材料的自由叶片的叶片,叶片本身质量偏差较大。同时,轮毂上叶片重量小、叶片根部紧固件重量大;
3、压缩机中间轴的空心中间轴采用三段焊接式结构,长度长,壁厚薄;
4、压缩机轴系转速范围宽广,振动要求严格,一次平衡难以达到理想的效果;
5、压缩机轴系(转子和中间轴)的总长度远超过制造厂动平衡室真空仓长度极限。
综合以上分析,传统的动平衡方法难以完成其动平衡试验,必须对压缩机轴系采用分步骤动平衡的方法。
发明内容
本发明的目的在于,针对上述不足之处提供一种复杂压缩机轴系的分步骤动平衡方法,解决了现有技术中没有对大型轴流式压缩机轴系进行精准动平衡的问题。
本发明是通过下述方案来实现的:
一种复杂压缩机轴系的分步骤动平衡方法,其包括以下步骤:
S1:第一次动平衡,将压缩机转子的轮毂分别单独进行动平衡;
S2:第二次动平衡,将压缩机转子的轮毂与主轴等装配后进行动平衡;
S3:第三次动平衡,在第二次动平衡的基础上,将压缩机转子装配已称重和排序过的叶片后进行动平衡;
S4:第四次动平衡,将压缩机中间轴部件进行动平衡。
在S1中,第一次动平衡,将压缩机转子的轮毂分别单独进行动平衡具体包括以下步骤:
S11、工艺芯轴单独动平衡;S12、转子轮毂分别动平衡。
在S11中,其具体包括以下步骤;
S111、实测轮毂内圆,供给尺寸,车准工艺芯轴配合外圆;
S112、对工艺芯轴进行动平衡;工艺芯轴动平衡精度等级不低于轮毂动平衡精度等级;工艺芯轴动平衡时尽可能减小其不平衡量;
S113、根据动平衡测量计算***提示的不平衡量大小和相位,采用加重法对工艺芯轴进行动平衡配重。
在S113中,要求工艺芯轴的不平衡量不超过其允许最大残余不平衡量的1/10。
在S12中,其具体包括以下步骤;
S121、工艺芯轴动平衡完成后,将轮毂与平衡好的工艺芯轴装配,进行轮毂单独动平衡;轮毂内圆与工艺芯轴外圆定位配合;
S122、根据动平衡测量计算***提示的不平衡量大小和相位,对工艺芯轴和轮毂形成的装配件进行动平衡配重,工艺芯轴和轮毂装配件采用加重的平衡方法;
S123、通过增加轮毂连接盖紧固螺栓及其垫片的长度来进行加重,在动平衡过程中使用工艺螺栓及其垫片,最后根据工艺螺栓及垫片的总重量照配加工产品连接盖螺栓及其垫片;
S124、轮毂与工艺芯轴动平衡时尽可能减小其不平衡量;动平衡螺栓的安装位置需记录,并敲钢印做标记。
在S124中,要求工艺芯轴和单个轮毂的不平衡量不超过其允许最大残余不平衡量的1/4。
在S2中:第二次动平衡,将压缩机转子的轮毂与主轴等装配后进行动平衡具体包括以下步骤;
S21、轮毂分别与工艺芯轴动平衡完成后,将主轴、两级轮毂以及推力联轴器轮毂进行装配,暂不安装叶片,进行转子动平衡;
S22、根据动平衡测量计算***提示的不平衡量大小和相位,对转子进行动平衡配重,转子同样通过增加轮毂连接盖紧固螺栓及其垫片的长度来进行加重;
S23、在动平衡过程中使用工艺螺栓及其垫片,最后根据工艺螺栓及垫片的总重量照配加工产品连接盖螺栓及其垫片;动平衡螺栓的安装位置需记录,并敲钢印做标记;
S24、调整轮毂连接盖螺栓及其垫片的配重,使转子的不平衡量满足动平衡精度等级要求,并尽可能减小转子的不平衡量。
在S24中,要求转子的不平衡量不超过其允许最大残余不平衡量的1/14。
在S3中:第三次动平衡,将压缩机转子装配已称重和排序过的叶片后进行动平衡具体包括以下步骤:
S31、将两级轮毂叶片分别进行称重、排序,并安装到轮毂上,与主轴、推力联轴器装配组成转子部件,然后根据叶片调整角度的要求,进行转子动平衡;
S32、在动平衡前后测量并记录所有叶片的频率以及轮毂关键尺寸,检查转子上各紧固件拧紧情况,并在动平衡前后对轮毂焊焊缝、盖板连接孔等关键部位进行着色探伤检查;
S33、根据动平衡测量计算***提示的不平衡量大小和相位,对转子进行动平衡配重,转子通过增加轮毂连接盖紧固螺栓及其垫片的长度来进行加重;
S34、在动平衡过程中使用工艺螺栓及其垫片,最后根据工艺螺栓及垫片的总重量照配加工产品连接盖螺栓及其垫片;动平衡螺栓的安装位置需记录,并敲钢印做标记;要求转子的不平衡量不超过其允许最大残余不平衡量的1/9。
在S4中:第四次动平衡,将压缩机中间轴部件进行动平衡具体包括以下步骤;
S41、根据动平衡测量计算***提示的不平衡量大小和相位,使用工艺螺栓进行配重;
S42、在空心中间轴内壁使用胶水粘贴橡胶,避免在动平衡室真空仓内焊接铁块;
S43、多次重复S42的配重过程,直至中间轴不平衡量满足动平衡精度等级要求;
S44、根据工艺螺栓的重量照配加工产品螺栓;根据橡胶重量以及粘贴的位置,将中间轴拉出动平衡室真空仓并在空心中间轴的相应位置焊接铁块;
S45、复校中间轴动平衡,若不符合动平衡精度等级要求,则继续进行动平衡配重;直到中间轴顺利通过动平衡试验。
综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
1、本方案中将压缩机轴系的分步骤动平衡,将压缩机转子与压缩机中间轴分开进行动平衡;同时,为提高压缩机转子的动平衡精度,将转子的各零件也进行分步骤动平衡,通过多步骤动平衡,不仅能够极大的提升后期中间轴部件整体动平衡的合格率,同时也能降低后期的维护难度。
2、本发明对压缩机轴系中的转子和中间轴采用分步骤的动平衡方法,可以极大提高平衡精度,降低振动风险;本发明由于产品结构和动平衡安全等原因,没法直接使用动平衡块进行配重,在动平衡过程需采用工艺件进行临时配重,待转动部件动平衡完成后,再照配动平衡配重。
附图说明
图1为工艺芯轴动平衡示意图;
图2为轮毂动平衡时通过增加连接盖螺栓长度进行加重平衡;
图3为转子(不带叶片)动平衡工装示意图;
图4为中间轴动平衡示意图;
图5为中间轴动平衡螺栓安装位置;
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征,或公开的所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥的特征和/或步骤以外,均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征,除非特别叙述,均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即,除非特别叙述,每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有预定的方位、以预定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或隐含地包括一个或多个该特征。
实施例1
本发明提供一种技术方案:
一种复杂压缩机轴系的分步骤动平衡方法,其包括以下步骤:
S1:第一次动平衡,将压缩机转子的两级轮毂分别单独进行动平衡;
S2:第二次动平衡,将压缩机转子的两级轮毂与主轴等装配后进行动平衡;
S3:第三次动平衡,在第二次动平衡的基础上,将压缩机转子装配已称重和排序过的叶片后进行动平衡;
S4:第四次动平衡,将压缩机中间轴部件进行动平衡。
本方案中将压缩机轴系的分步骤动平衡,将压缩机转子与压缩机中间轴分开进行动平衡;同时,为提高压缩机转子的动平衡精度,将转子的各零件也进行分步骤动平衡,通过多步骤动平衡,不仅能够极大的提升后期中间轴部件整体动平衡的合格率,同时也能降低后期的维护难度。
在S1中,第一次动平衡,将压缩机转子的两级轮毂分别单独进行动平衡具体包括以下步骤:
S11、工艺芯轴单独动平衡:
S111、实测轮毂内圆,供给尺寸,车准工艺芯轴配合外圆;
S112、对工艺芯轴进行动平衡;工艺芯轴动平衡精度等级不低于轮毂动平衡精度等级;为了后续更准确地进行两级轮毂的动平衡,工艺芯轴动平衡时应尽可能减小其不平衡量;
S113、根据动平衡测量计算***提示的不平衡量大小和相位,采用加重法对工艺芯轴进行动平衡配重,如图1所示;要求工艺芯轴的不平衡量不超过其允许最大残余不平衡量的1/10。
S12、转子两级轮毂分别动平衡:
S121、工艺芯轴动平衡完成后,将轮毂与平衡好的工艺芯轴装配,进行轮毂单独动平衡;轮毂内圆与工艺芯轴外圆定位配合;
S122、根据动平衡测量计算***提示的不平衡量大小和相位,对工艺芯轴和轮毂形成的装配件进行动平衡配重,工艺芯轴和轮毂装配件采用加重的平衡方法。
S123、由于轮毂结构特殊,不平衡量较大,若采用传统的动平衡螺塞或者动平衡块,平衡螺塞或者动平衡块尺寸过大;综合考虑,最终通过增加轮毂连接盖紧固螺栓及其垫片的长度(厚度)来进行加重,如图2所示;为了保证最终产品连接盖螺栓及其垫片尺寸的准确性,可以在动平衡过程中使用工艺螺栓及其垫片,最后根据工艺螺栓及垫片的总重量照配加工产品连接盖螺栓及其垫片。
S124、为了后续更准确地进行转子(主轴与两级轮毂装配件、主轴与两级轮毂及叶片装配件)动平衡,两级轮毂与工艺芯轴动平衡时应尽可能减小其不平衡量。动平衡螺栓的安装位置需记录,并敲钢印做标记;采用本方法,要求工艺芯轴和单个轮毂的不平衡量不超过其允许最大残余不平衡量的1/4。
在S2中:第二次动平衡,将压缩机转子的两级轮毂与主轴等装配后进行动平衡具体包括以下步骤;
S21、两级轮毂分别与工艺芯轴动平衡完成后,将主轴、两级轮毂以及推力联轴器轮毂进行装配,暂不安装叶片,进行转子(不带叶片)动平衡,如图3所示;
S22、根据动平衡测量计算***提示的不平衡量大小和相位,对转子(不带叶片)进行动平衡配重,转子(不带叶片)同样通过增加轮毂连接盖紧固螺栓及其垫片的长度(厚度)来进行加重。
S23、为了保证最终产品连接盖螺栓及其垫片尺寸的准确性,可以在动平衡过程中使用工艺螺栓及其垫片,最后根据工艺螺栓及垫片的总重量照配加工产品连接盖螺栓及其垫片;动平衡螺栓的安装位置需记录,并敲钢印做标记。
S24、调整两级轮毂连接盖螺栓及其垫片的配重,使转子(不带叶片)的不平衡量满足动平衡精度等级要求,并尽可能减小转子(不带叶片)的不平衡量;要求转子(不带叶片)的不平衡量不超过其允许最大残余不平衡量的1/14。
在S3中:第三次动平衡,将压缩机转子装配已称重和排序过的叶片后进行动平衡具体包括以下步骤:
S31、将两级轮毂叶片分别进行称重、排序,并安装到两级轮毂上,与主轴、推力联轴器装配组成转子部件,然后根据叶片调整角度的要求,进行转子动平衡;
S32、为确保转子动平衡的安全,应在动平衡前后测量并记录所有叶片的频率以及轮毂关键尺寸,检查转子上各紧固件(包括叶片根部固紧螺栓等)拧紧情况,并在动平衡前后对轮毂焊焊缝、盖板连接孔等关键部位进行着色探伤检查;
S33、根据动平衡测量计算***提示的不平衡量大小和相位,对转子进行动平衡配重,转子通过增加轮毂连接盖紧固螺栓及其垫片的长度(厚度)来进行加重;
S34、为了保证最终产品连接盖螺栓及其垫片尺寸的准确性,可以在动平衡过程中使用工艺螺栓及其垫片,最后根据工艺螺栓及垫片的总重量照配加工产品连接盖螺栓及其垫片;动平衡螺栓的安装位置需记录,并敲钢印做标记;要求转子的不平衡量不超过其允许最大残余不平衡量的1/9。
在S4中:第四次动平衡,将压缩机中间轴部件进行动平衡具体包括以下步骤;
S41、根据动平衡测量计算***提示的不平衡量大小和相位,使用工艺螺栓进行配重;
S42、由于动平衡真空仓内油污较多,不可以进行焊接操作;为了避免多次连接和拆除中间轴与动平衡设备,可在空心中间轴内壁使用胶水粘贴橡胶,避免在动平衡室真空仓内焊接铁块;
S43、多次重复S42的配重过程,直至中间轴不平衡量满足动平衡精度等级要求;
S44、根据工艺螺栓的重量照配加工产品螺栓;根据橡胶重量以及粘贴的位置,将中间轴拉出动平衡室真空仓并在空心中间轴的相应位置焊接铁块。
S45、复校中间轴动平衡,若不符合动平衡精度等级要求,则继续进行动平衡配重;直到中间轴顺利通过动平衡试验。
本方案中的中间轴由空心中间轴、中间轴端轴、扭力联轴器轮毂等组成。空心中间轴、中间轴端轴和扭力联轴器轮毂装配后,与动平衡工装(包括联轴器接长轴、油封、动平衡轴承、空心接长轴等)装配,进行中间轴的动平衡,如图4所示;整个中间轴长度较长,结构特殊,为准挠性转子,其工作转速接近临界转速,中间轴在工作转速时明显受到临界转速影响,振动烈度急速增大;由于中间轴为准挠性转子,制造厂动平衡设备及测量***受到标定方法、临界转速干扰、摆架刚度等因素影响,可能难以得到准确的不平衡量,此时采用影响系数法进行计算。根据动平衡测量计算***提示的不平衡量大小和相位,对中间轴进行动平衡配重,中间轴不平衡量采用加重的平衡方法,加重时安装动平衡螺栓。若中间轴不平衡量过大,可在中间轴内壁焊接铁块加重,如图5所示。需要注意的是,动平衡螺栓安装时应尽可能不突出动平衡螺栓螺纹孔;若必须突出螺纹孔,需要注意突出部分不能影响液压螺栓的安装。压缩机中间轴不平衡量较大,且为准挠性转子,在其动平衡过程中,需要使用两个甚至多个平衡面进行多次配重。
本发明对压缩机轴系中的转子和中间轴采用分步骤的动平衡方法,可以极大提高平衡精度,降低振动风险;本发明由于产品结构和动平衡安全等原因,没法直接使用动平衡块进行配重,在动平衡过程需采用工艺件进行临时配重,待转动部件动平衡完成后,再照配动平衡配重。
转子动平衡时,一般通过两个动平衡摆架支承转子两端,然后将转子一端与动平衡驱动设备通过工装连接。动平衡真空仓抽真空,启动动平衡驱动设备,驱动转子旋转,使转子升速至平衡转速范围。根据动平衡测量***监测到的不平衡量,在被平衡转子的动平衡面上进行配重,直至满足该转子的动平衡要求,以完成被平衡转子的动平衡试验。
大型轴流式压缩机轴系由转子及中间轴两根转子组成。转子采用两级轮毂结构,包括主轴、两级轮毂(含叶片)以及推力联轴器轮毂等零件。中间轴由空心中间轴、中间轴端轴以及扭力联轴器轮毂等组成。
压缩机轴系采用分步骤平衡方法,主要基于以下原因:
1、整个压缩机轴系(包含转子和中间轴等)的总长度约20m,由3个轴承支承。动平衡室通常只有2个动平衡摆架,无法满足整个压缩机轴系整体动平衡的要求。所以,需要将压缩机转子和中间轴分开进行动平衡。
即上述分步骤动平衡过程中的第一次/第二次/第三次动平衡均为转子动平衡,第四次动平衡为中间轴动平衡。
2、该压缩机转子采用螺栓连接结构,主轴与两级轮毂、主轴与推力联轴器轮毂、两级轮毂的连接盖等均采用螺栓连接固紧。螺孔、螺栓在满足设计图纸尺寸公差要求的情况下,难以避免会存在重量偏差。这些重量偏差的累积,会产生不平衡量,对转子最终动平衡产生影响。为了尽可能减小这种影响,所以需要先将转子部件中的两级轮毂分别单独进行动平衡,并在轮毂和主轴组装后再次进行动平衡。
即上述分步骤动平衡过程中的第一次动平衡和第二次动平衡。
而常规的工业用轴流压缩机和汽轮机转子一般由主轴和叶片组装而成。
主轴会根据设计图纸需要加工出整圈叶根槽。每一圈叶片装配时,根据图纸和工艺要求,逐片装入叶根槽中,叶片和叶根槽的轴向间隙一般小于0.02mm。
同时,每一圈叶片装配时,首先在叶片和主轴叶根槽之间照配填隙条,沿径向方向撑紧叶片。
然后,沿叶根槽轴向方向,敲紧每个叶片,使相邻叶片相互挤压,最终,让每个叶片的叶根和围带达到设计要求的扭转量。
装配至每圈叶片的最后一只叶片时,计算过盈量,将最后一只叶片敲入该圈叶片中。然后在末叶片两侧分别钻攻螺孔,拧入紧定螺钉锁紧末叶片。
通过上述常规工业轴流压缩机和汽轮机转子的装配过程可以发现,主轴和所有的叶片都是非常紧密的配合,基本可以认为没有间隙。
而压缩机转子采用了大量的螺栓配合结构,难免存在间隙。所以,有必要将两个轮毂单独进行动平衡(即第一次动平衡),并在两个轮毂与主轴装配后,再次动平衡(即第二次动平衡)。
3、压缩机转子两级轮毂制造过程中大量采用焊接结构,包括轮毂外壳、闷盖、承载环、筋板等。各个零件的制造偏差、焊接过程中焊材用量等,同样会产生不平衡量。同原因2所述,需要先将转子部件中的两级轮毂分别单独进行动平衡,并轮毂和主轴组装后再次进行动平衡。
即上述分步骤动平衡过程中的第一次动平衡和第二次动平衡。
而常规工业轴流压缩机和汽轮机转子的主轴多采用整锻结构,主轴精加工后,径向跳动和端面跳动一般可达到0.025mm以内。主轴会根据设计图纸需要加工出整圈叶根槽。
整体来看,常规工业轴流压缩机和汽轮机转子是一个质量均匀的回转体,其制造过程,不会产生很大的不平衡量,这会大大降低常规汽轮机转子的动平衡难度。
而压缩机转子由于其结构特殊,采用了更多的焊接结构,制造过程中更容易产生不平衡量。这也对压缩机转子的动平衡提出了更多的要求,需要在动平衡过程中借助分步骤动平衡的手段,将单个轮毂的动平衡结果做到更优,再将转子整体的动平衡结果做到最优。
4、该转子两级轮毂上要安装碳纤维自由叶片。叶片主体材料为碳纤维复合材料,叶根处为钛合金芯轴,整个叶片存在叶顶轻、叶根重的结构特点。叶片通过防扭块、垫圈、开环、整环等与轮毂固定,这些叶根的紧固件同样存在制造偏差。所以,在叶片安装后,仍有必要进行转子的最终动平衡,将转子整体的动平衡精度调整至最佳。
即上述分步骤动平衡过程中的第三次动平衡。
而常规工业轴流压缩机和汽轮机转子通常采用精加工过的金属叶片,同一圈叶片质量基本一致,不平衡量较小。
对比来看,常规工业轴流压缩机和汽轮机转子仅需要在所有装配、加工过程完工后,进行一次动平衡即可。
而压缩机转子则需要在装配过程中穿插多次动平衡道序,减少每个装配完工后的不平衡,以保证转子整体动平衡精度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种复杂压缩机轴系的分步骤动平衡方法,其特征在于:其包括以下步骤:
S1:第一次动平衡,将压缩机转子的轮毂分别单独进行动平衡;
S2:第二次动平衡,将压缩机转子的轮毂与主轴装配后进行动平衡;
S3:第三次动平衡,在第二次动平衡的基础上,将压缩机转子装配已称重和排序过的叶片后进行动平衡;
S4:第四次动平衡,将压缩机中间轴部件进行动平衡。
2.如权利要求1所述的一种复杂压缩机轴系的分步骤动平衡方法,其特征在于:在S1中,第一次动平衡,将压缩机转子的轮毂分别单独进行动平衡具体包括以下步骤:
S11、工艺芯轴单独动平衡;S12、转子轮毂分别动平衡。
3.如权利要求2所述的一种复杂压缩机轴系的分步骤动平衡方法,其特征在于:在S11中,其具体包括以下步骤;
S111、实测轮毂内圆,供给尺寸,车准工艺芯轴配合外圆;
S112、对工艺芯轴进行动平衡;工艺芯轴动平衡精度等级不低于轮毂动平衡精度等级;工艺芯轴动平衡时尽可能减小其不平衡量;
S113、根据动平衡测量计算***提示的不平衡量大小和相位,采用加重法对工艺芯轴进行动平衡配重。
4.如权利要求3所述的一种复杂压缩机轴系的分步骤动平衡方法,其特征在于:在S113中,要求工艺芯轴的不平衡量不超过其允许最大残余不平衡量的1/10。
5.如权利要求2或3所述的一种复杂压缩机轴系的分步骤动平衡方法,其特征在于:在S12中,其具体包括以下步骤;
S121、工艺芯轴动平衡完成后,将轮毂与平衡好的工艺芯轴装配,进行轮毂单独动平衡;轮毂内圆与工艺芯轴外圆定位配合;
S122、根据动平衡测量计算***提示的不平衡量大小和相位,对工艺芯轴和轮毂形成的装配件进行动平衡配重,工艺芯轴和轮毂装配件采用加重的平衡方法;
S123、通过增加轮毂连接盖紧固螺栓及其垫片的长度来进行加重,在动平衡过程中使用工艺螺栓及其垫片,最后根据工艺螺栓及垫片的总重量照配加工产品连接盖螺栓及其垫片;
S124、轮毂与工艺芯轴动平衡时尽可能减小其不平衡量;动平衡螺栓的安装位置需记录,并敲钢印做标记。
6.如权利要求5所述的一种复杂压缩机轴系的分步骤动平衡方法,其特征在于:在S124中,要求工艺芯轴和单个轮毂的不平衡量不超过其允许最大残余不平衡量的1/4。
7.如权利要求1或2或3所述的一种复杂压缩机轴系的分步骤动平衡方法,其特征在于:在S2中:第二次动平衡,将压缩机转子的轮毂与主轴装配后进行动平衡具体包括以下步骤;
S21、轮毂分别与工艺芯轴动平衡完成后,将主轴、两级轮毂以及推力联轴器轮毂进行装配,暂不安装叶片,进行转子动平衡;
S22、根据动平衡测量计算***提示的不平衡量大小和相位,对转子进行动平衡配重,转子同样通过增加轮毂连接盖紧固螺栓及其垫片的长度来进行加重;
S23、在动平衡过程中使用工艺螺栓及其垫片,最后根据工艺螺栓及垫片的总重量照配加工产品连接盖螺栓及其垫片;动平衡螺栓的安装位置需记录,并敲钢印做标记;
S24、调整轮毂连接盖螺栓及其垫片的配重,使转子的不平衡量满足动平衡精度等级要求,并尽可能减小转子的不平衡量。
8.如权利要求7所述的一种复杂压缩机轴系的分步骤动平衡方法,其特征在于:在S24中,要求转子的不平衡量不超过其允许最大残余不平衡量的1/14。
9.如权利要求1或2或3所述的一种复杂压缩机轴系的分步骤动平衡方法,其特征在于:在S3中:第三次动平衡,将压缩机转子装配已称重和排序过的叶片后进行动平衡具体包括以下步骤:
S31、将两级轮毂叶片分别进行称重、排序,并安装到轮毂上,与主轴、推力联轴器装配组成转子部件,然后根据叶片调整角度的要求,进行转子动平衡;
S32、在动平衡前后测量并记录所有叶片的频率以及轮毂关键尺寸,检查转子上各紧固件拧紧情况,并在动平衡前后对轮毂焊焊缝、盖板连接孔关键部位进行着色探伤检查;
S33、根据动平衡测量计算***提示的不平衡量大小和相位,对转子进行动平衡配重,转子通过增加轮毂连接盖紧固螺栓及其垫片的长度来进行加重;
S34、在动平衡过程中使用工艺螺栓及其垫片,最后根据工艺螺栓及垫片的总重量照配加工产品连接盖螺栓及其垫片;动平衡螺栓的安装位置需记录,并敲钢印做标记;要求转子的不平衡量不超过其允许最大残余不平衡量的1/9。
10.如权利要求1或2或3所述的一种复杂压缩机轴系的分步骤动平衡方法,其特征在于:在S4中:第四次动平衡,将压缩机中间轴部件进行动平衡具体包括以下步骤;
S41、根据动平衡测量计算***提示的不平衡量大小和相位,使用工艺螺栓进行配重;
S42、在空心中间轴内壁使用胶水粘贴橡胶,避免在动平衡室真空仓内焊接铁块;
S43、多次重复S42的配重过程,直至中间轴不平衡量满足动平衡精度等级要求;
S44、根据工艺螺栓的重量照配加工产品螺栓;根据橡胶重量以及粘贴的位置,将中间轴拉出动平衡室真空仓并在空心中间轴的相应位置焊接铁块;
S45、复校中间轴动平衡,若不符合动平衡精度等级要求,则继续进行动平衡配重;直到中间轴顺利通过动平衡试验。
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Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010174807A (ja) * | 2009-01-30 | 2010-08-12 | Ihi Corp | インペラ、タービンインペラ、ターボチャージャ、及びインペラのバランス調整方法 |
CN102483037A (zh) * | 2009-09-21 | 2012-05-30 | 西门子公司 | 对安装在风力涡轮机轮毂上的转子进行平衡的方法 |
US20170361926A1 (en) * | 2014-11-19 | 2017-12-21 | Sikorsky Aircraft Corporation | Method of balancing a main rotor hub |
CN107667221A (zh) * | 2015-04-23 | 2018-02-06 | 远景能源(江苏)有限公司 | 校正转子不平衡的方法及其风力涡轮机 |
CN108036896A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-05-15 | 沈阳透平机械股份有限公司 | 风洞压缩机转子轮毂平衡机构及轮毂平衡方法 |
CN108168777A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-06-15 | 沈阳透平机械股份有限公司 | 风洞压缩机转子轴平衡机构及轴平衡方法 |
CN112378580A (zh) * | 2020-11-05 | 2021-02-19 | 上海阿波罗智能装备科技有限公司 | 一种多功能转子动平衡工装 |
CN116358784A (zh) * | 2023-04-28 | 2023-06-30 | 中国航发南方工业有限公司 | 一种提高发动机转子动平衡准确性的方法 |
-
2024
- 2024-02-29 CN CN202410227883.3A patent/CN117804677B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010174807A (ja) * | 2009-01-30 | 2010-08-12 | Ihi Corp | インペラ、タービンインペラ、ターボチャージャ、及びインペラのバランス調整方法 |
CN102483037A (zh) * | 2009-09-21 | 2012-05-30 | 西门子公司 | 对安装在风力涡轮机轮毂上的转子进行平衡的方法 |
US20170361926A1 (en) * | 2014-11-19 | 2017-12-21 | Sikorsky Aircraft Corporation | Method of balancing a main rotor hub |
CN107667221A (zh) * | 2015-04-23 | 2018-02-06 | 远景能源(江苏)有限公司 | 校正转子不平衡的方法及其风力涡轮机 |
CN108036896A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-05-15 | 沈阳透平机械股份有限公司 | 风洞压缩机转子轮毂平衡机构及轮毂平衡方法 |
CN108168777A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-06-15 | 沈阳透平机械股份有限公司 | 风洞压缩机转子轴平衡机构及轴平衡方法 |
CN112378580A (zh) * | 2020-11-05 | 2021-02-19 | 上海阿波罗智能装备科技有限公司 | 一种多功能转子动平衡工装 |
CN116358784A (zh) * | 2023-04-28 | 2023-06-30 | 中国航发南方工业有限公司 | 一种提高发动机转子动平衡准确性的方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
陈斌;汪源;王强;张华;王震;: "单叶片螺旋离心泵叶轮动平衡方法的研究", 中国给水排水, no. 17, 1 September 2016 (2016-09-01) * |
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Publication number | Publication date |
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