JB/T 9752.3-1999 涡轮增压器 转子平衡品质

UDC中华人民共和国专业标准zBJ91008-89JB/9752.3-1999涡轮增压器转子平衡品质1989-02-17发布1990-01-01实施机被电子工业部发布次1主题内容与适用范甲普中·日非,、aq.a+aB·日a“.+··=,2.引用标准………………………………···**·:·“··"·(1)3。平衡技术概述…………,;=a;,a“;··+4+“.·..···p.···4。刚性转子平衡品质等级·………………(3)5。挠性转子平衡品质等级……∴……………………(4)6。平衡偏差的限值……………(4)附录A增压器转子支承型式(补充件)……………………………………(I2)附录B增压器转子校正平面上的许用不平衡量的分配……………(I3)附录C剩余平衡量的确定………………(5)附录D增压器转子平衡品质等级值在图样上的标注方法……………………………………(17)附录E计算实例………………………(18)中华人民共和国专业标准UDC涡轮增压器转子平衡品质ZB」100意—891主题内容与适用范團本标准规定了涡轮增压器(以下简称增压器)转子平衡品质等级、在两校正平面上不平衡量分配的计算方法及在图样上的标注方法。本标准适用于轴流式和径流式增压器各种型式转子的单件或整休动平衡。2引用标准GB644平衡词汇平衡技术概述3.1静不平衡中心主惯性轴平行偏离转子轴线的不平衡状态,见图1。U1USUfBb图1静不平衡量图2俱不平衡量静不平衡量U5,可用通过转子质心S并垂直于轴线的校正平面上的配重予以平衡;也可按下列公式将配重分配在两个校正平面I、Ⅱ上予以平衡。···中··中甲辛辛昏晋音.·中,自,,..音,···a0自4春萨B4命…(1)UI=bUs式中:UI—校正平面I上的不平衡量,g·mm;UI—校正平面I上的不平衡量,g·mmyb——两校正平面间距,mm—转子质心S到校正乎面I间距,mmd—转子质心S到校正平面I间距,mm。机电子工业部198-02-17批准1980-0101实篮8J91008--8932W不平衡中心主惯性轴与转子轴线在质心S处相交的不平衡状态,见图2。偶不平衡量不能用一个配重予以校正,只能分别在两个校正平面I、Ⅱ上配置大小相同、方向相反的两个配重,才能予以平衡。Um=Ubb=U1·(2式中:Um——转子偶不平衡量,g·mm2Ub由偶不平衡量U在两校正平面上形成的静不平衡量,g·mmJ1—由偶不平衡量Um在两支承上形成的静不平衡量,g·mm;-—转子两支承间距,mm。33动不平衡中心主惯性轴与转子轴线既不平行又不相交的不平衡状态,见图3。UmSUd图3动不平衡量由于转子的静不平衡与偶不平衡不在同一轴线平面上,因此不能简单地合成一个静不平衡量或偶不平衡量。如果已知静不平衡量U和偶不平衡量Um,则可在两个校正平面I、Ⅱ上分别转换成两个等效不平衡量U1和Um;反之,已知两个等效不平衡量则也可求得转子的静不平衡量和偶不平衡量。U 12=(6-U8)2+U6+2(bU8)UCos pUI=(hUB)+Ub2-2(bU8)BcOs p或U2=U2+U2+2 U1UIcos a=(6U1)2+()Uny-2(-6Un)(号Um)c式中:a一两等效不平衡量的夹角β—校正平面上U与U的夹角。3.4不平衡偏心速度转子质心偏移与旋转角速度的乘积为转子不平衡偏心速度,通常用下列公式表示x1000ZBJ9t008-89当旋转角速度o用转子最高转速m度量时,则Ve9550(4)式中:V。一转子不平衡偏心速度,mm/Se一一转子质心偏移,μmn——转子最高转速,r/mins旋转角速度,rad/s3.5平衡品质等级转子平衡品质等级是用来衡量转子平衡品质高低的标志。根据相似原理,对于不平衡偏心速度相同、几何形状相似的转子,所产生的应力是相等的作用在支承上的单位面积负荷也相等。由此,采用不乎衡偏心速度v值来评定转子平衡品质等级G。当转子的最高转速和平衡品质等级决定后,也就决定了转子的许用质心偏移。550(5)73式中;epe—转子许用质心偏彩转子质量与许用质心偏移的乘积为转子的许用不平衡量,即VeUper=M·cpe=95500M…式中:Ue一转子许用不平衡量,g·mmM一一转子质量,kg刚性转子平衡品质等级增压器刚性转子乎衡品质等级G应不大于表1的规定。表1增压器转子刚性转子不平衡偏心速度最高转速平衡品质e轴承结构形式Gmm/s<29000G63滑动轴承结构≥29000G1弹性外支承滚动轴承结构<29000内支承浮动轴承结构≥29000G161647000G25内支承浮动轴承结构7500G4040≥120000G 63ZBJ9↑008-88增压器转子的许用质心偏移epa可参照图4查找。增压器转子的许用不平衡量Up可参照图5~10查找。5挠性转子平衡品质等级当增压器转子工作转速达到一阶临界转速时,转子的平衡品质用增压器轴承座上振动速度值来表示。增压器许用振动速度值应不大于45mm/s增压器挠性转子的平衡品质也可按表1规定的等级值的60%来计算。当增压器转子最高转速大于阶临界转速的2倍或等于或高于二阶临界转速时,其平衡品质仍按表1规定。8平御偶鎏的限值制造厂对转子平衡过程中品质等级值不得大于表1及图样规定的要求。当增压器经出厂试验后,复校转子动平衡,或在交货验收时用不同的平衡方法或测量仪表检验转子平衡品质等级值,其偏差应不大于表1规定值的15%。ZB·J91008-8910070G63G40G25G16G30G6.3G40.9G2.500002533.5555.566577.58910增压器最高转速〃x10m in图4增压器转子许用质心偏移zBJ81008-89700斗长颦555.566.5了.58910增压器最高转速n×10^,r/m纽图5增压器转子平衡品质等级G63时许用不平衡量ZBJ91008-891D0E日50日!K壮出5.566.571.58910增压器最高转速n×103,r/mi图6增压器转子平衡品质等级G10时许用不平衡量ZBJ91008-89掘K出氧88增压器最高转速#x103,r/min图7增压器转子平衡品质等级G16时许用不平衡量2J91创8-8850DD.70.60.52.5增压器最高转速nx10r/m图8增压器转子平衡品质等级G25时许用不平衡量7BJ91008-8910D0543.4【HE555.566.577.56增压器最高转速#×101,r/min图9增压器转子平衡品质等级G40时许用不平衡量10ZBJ91008-8900.元0000目日·∞+601654a,a4.555.5增压器最高转速nx10,r/min图10增压器转子平衡品质等级G63时许用不平衡量12ZBJ91008-89附录A增压器转子支承型式(补充件)A1增压器转子支承型式增压器转子支承型式大致分三种类型:a。外支承;b。内支承sc。内外支承。见图Abc在涡轮转子及压气机叶轮分别进行单件平衡时,有:d,悬臂支承」e。单盘外支承。见图A1,da外空b内克承dⅡ5c内外史承g悬臂支承单盘12ZBJ91008-89阶录B增压醫转于校正平面上的许用不平衡量的分配(补充件)B1单面平衡对于只须在一个校正平面上校正不平衡量的单盘,如图A1e,其许用不平衡量等于UB2双面平衡为了使每个支承上承担相同比例的负荷,对每一个校正平面上的许用不平衡量可作下列的近似计算B2.1校正平面间距小于支承间距,即外支承增压器转子,见图A1a。增压器转子一般都处在动不平衡的状态,由于偶不平衡量对支承的作用力比较小,支承上的负荷主要由静不平衡量所引起。由此,每个校正平面上的许用不平衡量Uper、Uper可按下列公式计算b●,、ppa面…(B1)式中:b—两校正平面间距,mmy0——转子质心S到校正乎面I间距,mmd—转子质心S到校正平面I间距,mm。当增压器转子质心S位于两校正平面间距b的中间或1/3内,可按Uper 1=Uper≈0.5per……(B2)B2,2校正平面间距大于支承间距,即内支承增压器转子,见图A1b;对于校正平面间距b大于支承间距的内支承增压器转子,偶不平衡量的影响比较大,内支承上受到的力将随b的减小而增大。因此,应对内支承转子的许用不平衡量作适当的限制。每个校正平面上的许用不平衡量UD、Up应按下列公式计算d、2,,、2perb(B3)当增压器转子质心S位于两校正平面间距6的中间或1/3内及两校校正平面间距b为支承间距两倍时,可按下式计算Uper I=Uper≈035Uper………………………………………(B4)当用转动转子零件相对位置的方法来消除内支承结构的转子偶不平衡量时,两校正平面上的许用不平衡量可按公式(B1)计算B23校正平面在两支承的同一端,即悬臂转子,见图A1d当增压器某些部件(如涡轮轴、压气机叶轮等)作单件平衡时,应根据它们总装的位置计算出各零件的许用不平衡量,然后按该零件的质心位置,把许用不平衡量分配到两校正平面上。对于外支承转子零件,也可按下式计算15zBJ31008-89Uper i uper i≈025U对于内支承转子零件,也可按下式计算:……………………………CB5)Perper0。18式中:Uer转子总许用不平衡量,g·mm。B24校正平面分别在支承内外,即端悬臂的转子,见图A1c。该类转子一般应将压气机叶轮和涡轮分别作单件平衡。当转子作整体平衡时,校正平面上的许用不平衡量按公式(B8)计算。B3增压疊转子校正平面上许用不平衡量分配的通用计算公式本公式适用于各种类型的增压器转子,并考虑了校正平面的位置与转子剩余不平衡量间最不利的相位关系,设左支承为参考点,该参考点的右侧为正值,另一侧为负值。则校正平面[上的许用不平衡量按下列四个公式计算,并取其绝对值最小的作为该校正平面上的许用不平衡量 Uper I(l-a)+R(KIPeri =U pera)-pK)I(B6a+R(a+b)K)Ia-R(a+b)式中:K—左支承受到的转子质量与转子总质量之比。多数情况下K=0。53特殊情况下,如支承的负荷容量或刚度不同时,K=0,3~0.7R一校正平面Ⅱ与校正平面I上的许用不平衡量之比。多数情况下,R=m特殊情况下,如两校正平面上的预期不平衡量相差悬殊时,R=0。5~2。B4单件平衡与整体平衡增压器转子一般要求作整体平衡。当批量生产的增压器,为了缩短平衡工艺所花费的时间,允许转子中的组装零件或部件作单件平衡。但要求每个零件或部件的剩余不平衡量不超过该零件或部件的许用不平衡量。零件或部件的许用不平衡量按公式(B1)或(B3)计算。当某些零件如压气机叶轮等(见图A1e),因不带轴颈无法作单独平衡时,允许为它们配制专用轴颈,如配置一根辅助轴等。用辅助轴进行零件平衡前,该辅助轴应预先进行平衡。辅助轴的平衡品质等级值应是所需平衡的零件平衡品质等级值的40%此外还应注意装配的质量,如此产生了需加的不平衡量应按附录C办法予以消除。作了单件平衡的零件或部件驶配后,其不平衡量可按矢量迭加。考虑到最不利的情况》一般均以代数量相加,其数值应不超过整体转子的许用不平衡量,否则应作整体平衡。如果由于装陀位置的偏差而降低了整体平衡的质量时,应配置必要的装配记号。4ZBJ91003-89附录c剩余不平衡量的确定补充件)c1用试加已知质量的小块(如橡皮泥等)来确定转子剩余不平衡量。当增压器转子经平衡后,在平衡机上仍显示出一定的指示值(如v格),则可用一个已知质量的小块(Wg)加在转子的轻端,并逐次调整小块的质量,直至平衡机仪表显示值接近委,则该转子的剩余不平衡量即为U=w(C1)式中:U增压器转子剩余不平衡量,g·mmW一试加小块的质量,gs小块加在转子上的半径位置c2用移动试验质量法确定剩余不平衡量将校正平面分为8~12等分,然后用一个约等于剩余不平衡量U5倍的试验不平衡量U按等分方位依次加到转子的校正平面上,用平衡机或测振仪测出各点的仪表指示值(格数或振幅),并以此作纵座标;以转子的加重位置作横座标,绘制成曲线。该曲线一般为正弦曲线,见图C1则转子的剩余不平衡量按下列公式计算lUrIⅴsUv……………………………(C2)式中:Uw——试验不平衡量,g·mmV—仪表指示值"—一指示值的算术平均值。12家1Ur=10g.mmUw=50多mm135180225270315360试验顺量的府度()图c1用移动试验质量法确定剩余不平衡量c3增压器转子平衡品质等级值的计算由上述方法求得的剩余不平衡量可按下列公式计算增压器转子的平衡品质等级值外支承:G=9550 (U Ir+UIx)M………………………………(C3)内支承15zBJ91008-89G955(UIr+UIr)xM…………(C4十当≈d,b≈2l时G9550·4(Ur1+U)aM式中:G——增压器转子实测平衡品质等级值yUrI—校正平面I上的剩余不平衡量,g·mmyU校正平面I上的剩余不平衡量,gb——两校正平面间距,mm一转子质心至校正平面I间距,mm;d—转子质心至校正平面I间距,mm;一一转子两支承间距,mmM—一转子质量,kgn——增压器最高转速,r/min16ZBJ91008-88附录D增压器转子平衡品质等级值在图样上的标注方法(补充件)D1在转子部件或零件的图样中,应标出转子或零件的质量(kg)最高转速及平衡等级值D2在转子部件或零件图样中,应用细实线标出转子的校正平面(包括去重半径、角度和深度)及质心位置,并注明尺寸。D3转子平衡以⊙为标记,用引线和箭头对准校正平面,并在引线上标出平衡品质等级值(G),加冒号,许用不平衡量(gmm)或许用质心偏移(μm)。D4增压器转子平衡品质的标注示例见图Dl6G10:1.96g·mmt9G10:20.34gmm川220.298.32214.85218.5图D1增压器转子平衡品质在图样上的标注方法17ZBJ91008-89附录E计算实例(参考件)E1实例1轴流式增压器、内支承、滑动轴承结构、压气机叶轮直径D=261mm,最高转速31000/m诅,转子质量15.1kg,平衡品质等级值G1。转子尺寸见图D1转子许用质心偏移按公式(5)计算10eper=950n=9550310=8.08#m转子许用不平衡量按公式(6)计算:Uper=9550-0M=955+31051=46,52g·mm双面平衡分配在两校正平面上的许用不平衡量按公式(B3)计算:Pet 1的V218:5-)2+(148,5)2218。5218。518a96g于4652120,221852+(1485)x218。52034g·mm附加说明木标准由上海内燃机研究所提出并归口。本标准由上海内燃机研究所、无锡豹力机厂、上海新中动力机厂、资阳内燃机车工厂负责起草。本标准主要起草人:江礼蛟王云海高松林徐家树8中华人民共和国专业标准洞轮增压器转子平衡品质ZBJ91008-89机械电子工业部标准化研究所出版〔北京清华东路机械工业标准印刷厂印刷湖南望城机械工业标准发行站发行(湖南长沙市)开本880×12801/16印张1,375字数36,001989年12月第一版1989年12月第一次印刷印数2,000定价:2.20元