М. БАЛАНСИРОВКА ВАЛОПРОВОДОВ АГРЕГАТОВ
Если при соединении валов электрических машин применена гибкая муфта, то каждая из машин агрегата может быть сбалансирована по вибрациям своих опор.
Если для соединения роторов применены жесткие муфты, то вследствие взаимного влияния неуравновешенностей балансировка каждого ротора в отдельности становится затруднительной.
Валопровод агрегата, симметричного относительно средней поперечной плоскости, можно эффективно отбалансировать, если его роторы, соединенные посредством жестких муфт, рассматривать как один валопровод, формы прогиба которого в зависимости от динамических характеристик системы будут иметь вид в соответствии с рис. 7 или 8.
Не требует пояснений, что в первом случае статическая составляющая неуравновешенностей всего валопровода будет восприниматься в основном внутренними опорами, тогда как динамическая — крайними, вследствие чего балансировку суммарного статического дисбаланса целесообразно производить по полусумме вибраций средних опор, а балансировку суммарного динамического дисбаланса — по полуразностям вибраций крайних опор.
Если валопровод агрегата оказывается гибким, то балансировка его должна производиться путем установки в плоскостях коррекции систем корректирующих масс, симметричных относительно середины агрегата, с раздельным анализом приращений вибраций на средних и крайних опорах. Тем самым методика балансировки многоопорного агрегата сводится к той же методике раздельного снижения составляющих неуравновешенности, применяемой для одиночных роторов.
Пример. На рис. 14, а представлена схема крупного агрегата, валопровод которого состоит из трех роторов, соединенных жесткими муфтами, и опирается на четыре опоры. Рабочая частота вращения 1000 об/мин. Для установки корректирующих масс можно использовать шесть плоскостей исправления.
В табл. 3 приведен протокол балансировки этого агрегата; горизонтальные вибрации опор в несколько раз превышали вертикальные, поэтому последние в протоколе не приводятся.
На исходном пуске агрегата распределение вибраций оказалось таким, что как на средних, так и на крайних опорах превалировали симметричные составляющие колебаний, плоскости которых не совпали. При данной конструктивной схеме агрегата для установки статической системы корректирующих масс было целесообразно воспользоваться плоскостями С и D. При пуске Mb 2 в эти плоскости и была установлена система корректирующих масс по 0,5 кг под одним и тем же углом 250°.
По результатам первого и второго пусков на рис. 15 построены векторы полусумм вибраций средних опор —А! и А& и определено приращение Аг — А1 =80 [180.
Рис. 14. Схема трехроторного агрегата (а) и формы прогиба при установке корректирующих масс в средние (б) и крайние (в) плоскости
Требуемые корректирующие массы в плоскостях С и D:
Из-за отсутствия подходящих масс третий пуск был произведен с системой, несколько отличной от расчетной (табл. 3).
Вибрации средних опор существенно снизились, а крайних — остались без изменения. Поэтому следующий пуск (№ 4) был выполнен с пробной статической системой корректирующих масс в плоскостях Е и F, ближних к крайним опорам. Расчетный треугольник полусумм вибраций крайних опор — треугольник ОА3А4 (рис. 15).
На пятом пуске с расчетной системой корректирующих масс в плоскостях Е и F вибрации крайних опор снизились в 2—2t5 раза, однако вибрации средних опор возросли в большее число раз. По-прежнему в них превалировала симметричная составляющая.
На последующем пуске (№ 6) была опробована установка статической системы в плоскостях А и В. Вибрации средних опор оказались настолько чувствительными к этой системе, что пробные корректирующие массы по 0,8 кг на сторону оказались слишком большими. Рассчитанную уравновешивающую систему пришлось скорректировать дополнительным пуском (№ 8), после чего вибрации всех опор стали ниже нормы и балансировка была закончена.
В табл. 4 приведены значения комплексов чувствительностей, рассчитанные по результатам балансировки для всех случаев попарной установки симметричной системы корректирующих масс. Анализ их обнаруживает следующие соотношения:
1. От установки корректирующих масс на внутренние плоскости {А и В или Си/)) чувствительность к статической
системе корректирующих масс для средних опор k'cp оказывается в 6,5 раза выше, чем для крайних опор ftip. Аргументы комплексов чувствительностей примерно совпадают, вследствие чего форма прогиба имеет вид в соответствии с рис. 14, б, т. е. валопровод изгибается по первой форме.
2. От установки корректирующих масс в крайних плоскостях Е и F чувствительности k'cp и &£р близки по величине, а их аргументы отличаются примерно на 180°, вследствие чего форма прогиба, которую принимает валопровод при установке симметричной системы корректирующих масс в крайние плоскости, имеет вид в соответствии с рис. 14, в, т.е. валопровод изгибается по третьей форме.
До начала балансировки эти результаты трудно предвидеть. Определение чувствительностей и их анализ в процессе балансировки позволяют в сложных случаях по ходу балансировки вносить коррективы и довести ее до конца.
Как видим, балансировка данного агрегата потребовала восьми пусков, тогда как при балансировке одной формы неуравновешенности одиночного ротора достаточно трех-четырех пусков. Балансировка многоопорных валолроводов, формы прогибов которых заранее неизвестны, является одной из наиболее тонких и сложных задач, особенно в случае, когда агрегат не имеет поперечной плоскости симметрии (например, валопровод турбоагрегата).
