一種快速消除軸承座水平方向振動(dòng)的動(dòng)平衡方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種快速消除軸承座水平方向振動(dòng)的動(dòng)平衡方法,其步驟包括：(l)機(jī)組啟動(dòng)前準(zhǔn)備工作；(2)啟動(dòng)機(jī)組，待轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后測(cè)量記錄各軸承座垂直方向和水平方向振動(dòng)的幅值和相位；(3)根據(jù)#3、#4軸承座振動(dòng)的振型特征，判斷發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的振動(dòng)屬于一階不平衡還是二階不平衡；(4)計(jì)算在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子后端風(fēng)扇的平衡槽內(nèi)施加配重的首次加重相位；(5)計(jì)算出首次配重的重量，按步驟(4)所得首次加重的相位加入發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子后端風(fēng)扇的平衡槽內(nèi)并加以固定；(6)配重后分析；(7)配重后，若不達(dá)標(biāo)，調(diào)整再次配重的大小和方向。本發(fā)明有效地解決了特定類型機(jī)組上常見的聯(lián)軸器前后兩側(cè)軸承座水平方向異常振動(dòng)問題。
【專利說明】一種快速消除軸承座水平方向振動(dòng)的動(dòng)平衡方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種快速消除軸承座水平方向振動(dòng)的動(dòng)平衡方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 小型汽輪發(fā)電機(jī)組一般由汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子組成軸系，共有4個(gè)軸承座， 其中#1、#2為汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸承座，#3、#4為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸承座。該類型機(jī)組最常發(fā)生的振 動(dòng)問題是#2與#3軸承座水平方向的異常振動(dòng)。解決這種振動(dòng)問題的傳統(tǒng)辦法都是以汽輪 機(jī)與發(fā)電機(jī)之間的聯(lián)軸器作為平衡平面進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡。由于該類型機(jī)組的盤車裝置安裝 在#2、#3軸承箱上，在#2、#3軸承之間聯(lián)軸器上施加配重必需對(duì)盤車裝置進(jìn)行反復(fù)拆裝，動(dòng) 平衡過程中要耗費(fèi)大量人力物力，給檢修工作造成困難，往往延長檢修工期造成較大的經(jīng) 濟(jì)損失。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了方便有效地解決特定類型機(jī)組上常見的聯(lián)軸器前后兩側(cè)軸承座水平方向異 常振動(dòng)問題，本發(fā)明提供了一種快速消除軸承座水平方向振動(dòng)的動(dòng)平衡方法。
[0004] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0005] -種快速消除軸承座水平方向振動(dòng)的動(dòng)平衡方法，其步驟包括：
[0006] (1)機(jī)組啟動(dòng)前準(zhǔn)備工作；
[0007] (2)啟動(dòng)機(jī)組，待轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后根據(jù)儀器讀數(shù)記錄各軸承座垂直方向和水平方向振 動(dòng)的幅值和相位；
[0008] (3)根據(jù)#3、#4軸承座振動(dòng)的振型特征，判斷發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的振動(dòng)屬于一階不平衡 還是二階不平衡；判斷標(biāo)準(zhǔn)為：如果#3、#4軸承座垂直振動(dòng)相位差在30度以內(nèi)，則屬于一 階不平衡；如果#3、#4軸承座垂直振動(dòng)相位差在180度±20度以內(nèi)，則屬于二階不平衡；
[0009] (4)計(jì)算在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子后端風(fēng)扇的平衡槽內(nèi)施加配重的首次加重相位；
[0010] (5)根據(jù)汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的水平振動(dòng)幅值計(jì)算出首次配重的重量，對(duì)于工作轉(zhuǎn) 速3000r/min的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，水平振動(dòng)的振幅范圍在50?100微米之間時(shí)，所對(duì)應(yīng)的試加 重量可在0. 4?0. 8千克之間按比例選??；按步驟（4)所得首次加重的相位加入發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn) 子后端風(fēng)扇的平衡槽內(nèi)并加以固定；
[0011] (6)配重后分析：測(cè)量首次配重后振動(dòng)的幅值和相位是否達(dá)到相關(guān)振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的要 求；所述振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)電廠的安全生產(chǎn)要求確定，選擇國家標(biāo)準(zhǔn)或電廠內(nèi)部執(zhí)行的企業(yè)標(biāo) 準(zhǔn)；
[0012] (7)配重后，若不達(dá)標(biāo)，再次調(diào)整配重的大小和方向：一般情況下首次配重后振動(dòng) 即可明顯減小。如果原始振動(dòng)過大，首次配重后振動(dòng)仍達(dá)不到相關(guān)振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的要求，按首次 試加配重前后的振動(dòng)數(shù)據(jù)，運(yùn)用影響系數(shù)法計(jì)算出再次配重的大小和方向。
[0013] 所述步驟（1)機(jī)組啟動(dòng)前分別在#2、#3、#4軸承座的垂直方向安裝振動(dòng)測(cè)量傳感 器，分別在#2、#3、#4軸承座的水平方向安裝振動(dòng)測(cè)量傳感器，用來測(cè)定#2、#3、#4軸承座 的垂直和水平方向的振動(dòng)幅值；在暴露軸頸表面的中分面位置安裝光電傳感器，并且轉(zhuǎn)子 上粘貼反光帶，這樣用來測(cè)定#2、#3、#4軸承座的振動(dòng)的相位；光電傳感器的安裝位置使得 反光帶在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)由上向下經(jīng)過光電傳感器；并且水平方向的振動(dòng)傳感器與光電傳感器 安裝在轉(zhuǎn)子同一側(cè)。
[0014] 所述步驟（2)啟動(dòng)機(jī)組到工作轉(zhuǎn)速3000r/min，待轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，根據(jù)測(cè)振儀器所顯 示的各軸承座振動(dòng)數(shù)據(jù)，記錄各軸承座垂直方向和水平方向振動(dòng)的幅值和相位；
[0015] 所述步驟（4)計(jì)算在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子后端風(fēng)扇的平衡槽內(nèi)施加配重的首次加重相位： [0016] 根據(jù)#2、#3軸承座垂直、水平振動(dòng)的幅值和相位數(shù)據(jù)，按以下公式計(jì)算出參數(shù) α 1 ：
[0017] a I = Φ_Φι-φ2_Φ3
[0018] 其中：
[0019] Φ為#2、#3軸承座垂直振動(dòng)相位的平均值；
[0020] Φ i取#2、#3垂直振動(dòng)相位的差值，在0?30度之間；
[0021] Φ2為儀器系統(tǒng)的滯后特性角；
[0022] Φ 3取#3軸承座垂直、水平振動(dòng)的相位差與90度之間的差值。
[0023] 根據(jù)以下公式計(jì)算在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子后端風(fēng)扇的平衡槽內(nèi)施加配重的首次加重相位 α 2 ：
[0024] 如果發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子振動(dòng)是以二階振型為主，則α 2 = α i ;
[0025] 如果發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子振動(dòng)是以一階振型為主，則α 2 = a J180度。
[0026] 本發(fā)明中的動(dòng)平衡方法根據(jù)轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)理論，并且通過大量現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡試驗(yàn)，發(fā) 現(xiàn)在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子#4軸承座內(nèi)側(cè)風(fēng)扇平衡槽內(nèi)施加配重，可以迅速減小汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子與發(fā)電 機(jī)轉(zhuǎn)子之間聯(lián)軸器上的不平衡響應(yīng)，經(jīng)過一次配重即可達(dá)到較好的動(dòng)平衡效果。而且在發(fā) 電機(jī)轉(zhuǎn)子#4軸承座內(nèi)側(cè)風(fēng)扇平衡槽內(nèi)施加配重，只需拆裝發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子后端單側(cè)端蓋，其檢 修工作量比拆裝盤車裝置小，有利于現(xiàn)場(chǎng)檢修工作的快速完成。
[0027] 本發(fā)明中的機(jī)組雙轉(zhuǎn)子汽輪發(fā)電機(jī)組軸系最常發(fā)生的#2與#3軸承座水平方向的 異常振動(dòng)，其振動(dòng)特征是：發(fā)生異常振動(dòng)時(shí)#2與#3軸承座的垂直、水平方向的振動(dòng)相位均 接近同相（相位差在30度以內(nèi)），水平方向的振動(dòng)幅值高于垂直方向的振動(dòng)幅值。
[0028] 本發(fā)明的目的在于通過在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子后端風(fēng)扇的平衡槽內(nèi)施加配重，使各軸承座 振動(dòng)特別是#2、#3軸承座水平方向的振動(dòng)迅速降低到合格范圍之內(nèi)。
[0029] 本發(fā)明的有益效果：
[0030] 本發(fā)明避開了通過反復(fù)拆裝盤車裝置在聯(lián)軸器上加配重來消除聯(lián)軸器兩側(cè)振動(dòng) 的傳統(tǒng)辦法，而是根據(jù)該類型機(jī)組的軸系振型特征，創(chuàng)造性地利用發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子后端風(fēng)扇的 平衡槽作為唯一平衡平面，通過大量試驗(yàn)總結(jié)出一種特定的計(jì)算方法，進(jìn)行一次配重即可 消除因聯(lián)軸器中心及質(zhì)量偏差造成的軸承座水平方向振動(dòng)。本發(fā)明避免了在聯(lián)軸器上加配 重必需反復(fù)拆裝盤車裝置帶來的復(fù)雜的檢修工作，經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)行之有效。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031] 圖1是本發(fā)明的機(jī)組軸系結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032] 圖2是本發(fā)明的振動(dòng)傳感器和光電傳感器安裝示意圖。
[0033] 其中：1、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子，2、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，11、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子# 1軸承座，12、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子#2 軸承座，21、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子#3軸承座，22、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子#4軸承座，3、轉(zhuǎn)子，4、軸承座，5、垂直振 動(dòng)傳感器的安裝位置，6、水平振動(dòng)傳感器和光電傳感器的安裝位置。

【具體實(shí)施方式】
[0034] 下面以某化工集團(tuán)熱電廠一臺(tái)6000KW汽輪發(fā)電機(jī)組的現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡試驗(yàn)為實(shí)施例 對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0035] 如圖1所示，小型汽輪發(fā)電機(jī)組一般由汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子組成軸系，共有4 個(gè)軸承座，分別為：汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子#1軸承座11，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子#2軸承座12,發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子#3軸承 座21，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子#4軸承座22。
[0036] 如圖2所示，首先布置#2、#3、#4各軸承座振動(dòng)測(cè)點(diǎn)，機(jī)組啟動(dòng)前分別在#2、#3、#4 軸承座的垂直方向安裝振動(dòng)測(cè)量傳感器，分別在#2、#3、#4軸承座的水平方向安裝振動(dòng)測(cè) 量傳感器，用來測(cè)定#2、#3、#4軸承座的垂直和水平方向的振動(dòng)幅值；在暴露軸頸表面的中 分面位置安裝光電傳感器，并且轉(zhuǎn)子上粘貼反光帶，這樣用來測(cè)定#2、#3、#4軸承座的振動(dòng) 的相位；光電傳感器的安裝位置使得反光帶在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)由上向下經(jīng)過光電傳感器；并且 水平方向的振動(dòng)傳感器與光電傳感器安裝在轉(zhuǎn)子同一側(cè)。
[0037] 安裝測(cè)振儀器本特利208DAIU振動(dòng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，然后啟動(dòng)機(jī)組到工作轉(zhuǎn)速 3000r/min，測(cè)得振動(dòng)值如表1所示（單位：微米/度）：
[0038] 表1#2、#3、#4各軸承座振動(dòng)測(cè)點(diǎn)振動(dòng)值
[0039]

【權(quán)利要求】
1. 一種快速消除軸承座水平方向振動(dòng)的動(dòng)平衡方法，其特征是，其步驟包括： (1) 機(jī)組啟動(dòng)前準(zhǔn)備工作； (2) 啟動(dòng)機(jī)組，待轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后測(cè)量記錄各軸承座垂直方向和水平方向振動(dòng)的幅值和相 位； (3) 根據(jù)#3、#4軸承座振動(dòng)的振型特征，判斷發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的振動(dòng)屬于一階不平衡還是 二階不平衡； (4) 計(jì)算在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子后端風(fēng)扇的平衡槽內(nèi)施加配重的首次加重相位；所述步驟（4) 中，計(jì)算在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子后端風(fēng)扇的平衡槽內(nèi)施加配重的首次加重相位的具體步驟包括： a. 根據(jù)#2、#3軸承座垂直、水平振動(dòng)的幅值和相位數(shù)據(jù)，按以下公式計(jì)算出參數(shù)α1: α1= φ-φ1-φ2-φ3 其中：Φ為#2、#3軸承座垂直振動(dòng)相位的平均值；Φ i取#2、#3垂直振動(dòng)相位的差值， 在0?30度之間；Φ 2為儀器系統(tǒng)的滯后特性角；Φ 3取#3軸承座垂直、水平振動(dòng)的相位差 與90度之間的差值； b. 在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子后端風(fēng)扇的平衡槽內(nèi)施加配重的首次加重相位α2: 如果發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子振動(dòng)是以二階振型為主，則α2= α1; 如果發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子振動(dòng)是以一階振型為主，則α2= α1+180度； (5) 根據(jù)汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的水平振動(dòng)幅值計(jì)算出首次配重的重量，對(duì)于工作轉(zhuǎn)速 3000r/min的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，水平振動(dòng)的振幅范圍在50?100微米之間時(shí)，所對(duì)應(yīng)的試加重量 可在0. 4?0. 8千克之間按比例選??；按步驟（4)所得首次加重的相位加入發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子后 端風(fēng)扇的平衡槽內(nèi)并加以固定； (6) 配重后分析：測(cè)量首次配重后振動(dòng)的幅值和相位是否達(dá)到相關(guān)振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的要求； (7) 配重后，若不達(dá)標(biāo)，再次調(diào)整配重的大小和方向：如果原始振動(dòng)過大，首次配重后 振動(dòng)仍達(dá)不到相關(guān)振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的要求，按首次試加配重前后的振動(dòng)數(shù)據(jù)，運(yùn)用影響系數(shù)法計(jì) 算出再次配重的大小和方向。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種快速消除軸承座水平方向振動(dòng)的動(dòng)平衡方法，其特征是， 所述步驟（1)機(jī)組啟動(dòng)前分別在#2、#3、#4軸承座的垂直方向安裝振動(dòng)測(cè)量傳感器，分別在 #2、#3、#4軸承座的水平方向安裝振動(dòng)測(cè)量傳感器，用來測(cè)定#2、#3、#4軸承座的垂直和水 平方向的振動(dòng)幅值；在暴露軸頸表面的中分面位置安裝光電傳感器，并且轉(zhuǎn)子上粘貼反光 帶，用來測(cè)定#2、#3、#4軸承座的振動(dòng)的相位。
3. 如權(quán)利要求2所述的一種快速消除軸承座水平方向振動(dòng)的動(dòng)平衡方法，其特征是， 所述反光帶在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)由上向下經(jīng)過光電傳感器；水平方向的振動(dòng)傳感器與光電傳感器 安裝在轉(zhuǎn)子同一側(cè)。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種快速消除軸承座水平方向振動(dòng)的動(dòng)平衡方法，其特征是， 判斷發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的振動(dòng)的準(zhǔn)則為：如果#3、#4軸承座垂直振動(dòng)相位差在30度以內(nèi)，則屬于 一階不平衡；如果#3、#4軸承座垂直振動(dòng)相位差在180度±20度以內(nèi)，則屬于二階不平衡。
【文檔編號(hào)】G01M1/38GK104236799SQ201410491581
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月23日
【發(fā)明者】馬綠洲 申請(qǐng)人:國家電網(wǎng)公司, 山東電力研究院