浅谈动平衡试验的原理及验收标准.doc

浅谈动平衡试验的原理及验收标准.doc

《浅谈动平衡试验的原理及验收标准.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《浅谈动平衡试验的原理及验收标准.doc（5页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

浅谈动平衡试验的原理及验收标准

摘要：

旋转机械是核电站设备的一个重要的组成部分，其安全稳定运行关系着整个核电站的安全运行，本文结合核电站的具体设备，主要介绍了旋转机械动平衡的试验原理及验收标准。

关键词：

核电站；旋转机械；动平衡；泵

旋转机械设备产生的振动会加速轴承的疲劳和磨损，降低机械设备的精度和可靠性，产生噪声，严重时则会发生机械事故。

对核电站而言，主泵，主给水泵，汽轮机等均为大型旋转机械，特别是像汽动辅助给水泵等为高速旋转机械，动平衡对其安全稳定运行尤为重要，当然核电站还有风机，压缩机等旋转机械，其动平衡的方法与水泵相似。

1.动平衡试验原理

1.1.概述

如果转子刚体是均匀对称的，绕对称中心轴转动，则各点离心力相互抵消。

由于转子本身组织不均匀，或是加工误差，装配等造成质量偏心等都会引起旋转轴线的偏移，从而导致不平衡。

例如一个薄圆盘，若是质量分布不均，不能相互抵消平衡，就可以产生不平衡力，总效果是相当于某一个方向上多出一个当量的不平衡质量。

对于长轴物体，如水泵转子可看成多个不平衡圆盘的组合，不平衡质量的分布呈空间曲线形式。

平衡可以分为静平衡和动平衡，动平衡又可以分为刚性转子平衡和挠性转子平衡。

静平衡是在转子一个校正面上进行校正平衡，校正后的剩余不平衡量，以保证转子在静态时是在许用不平衡量的规定范围内，因此静平衡又称为单面平衡。

动平衡则是在两个校正面上同时进行校正平衡，校正后的剩余不平衡量，以保证转子在动态时是在许用不平衡量的规定范围内，因此动平衡又称为双面平衡（特殊情况下也可以使用多个校正面进行平衡）。

通常水泵转子，汽轮机转子都属于刚性转子，动平衡是在工厂的动平衡机上进行，现场平衡一般是在工作条件下进行，特别是现场维修时更为方便。

1.2.动平衡原理

动平衡的目的是平衡不平衡力和力矩，由于转子上的平衡是分布式的，在转子上存在多个不平衡力，可以分别向任选的两个面简化，这两个面即通常我们所说的校正面。

通常不平衡量可以由矢量来表示，符号为U，单位通常为g·mm。

如图1所示，转子不平衡量在两个校正面上分别为U1和U2。

根据上述转化，只需要在两个校正面上加上两个校正量W1，W2来平衡不平衡量U1和U2，即可实现平衡。

即：

W1+U1=0，W2+U2=0。

校正量可以是正的也可以是负的，据此校正方式基本上分去重和加重两种，目前对于水泵的转子动平衡去重方式使用较多，而对于汽轮机则使用加重方式较多，如平衡槽式和平衡螺钉式等。

图1：

转子不平衡量的简化图

2.动平衡验收标准

2.1.动平衡的试验转速

刚性转子动平衡只要试验系统的灵敏度足够，可以取用较低的转速（相对于工作转速而言）。

平衡转速通常只取用一个，在此转速下转子的弯曲变形显然很小，不会影响其不平衡量的大小和分布，平衡过程中只是把力和力偶不平衡量降低到许可的范围内。

例如水泵，对高速旋转的转子，一般转子动平衡速度在700-1000转左右，如上充泵转子动平衡试验转速为830rpm，而对于速度较低，直径较大的转子，转子动平衡在200-400转左右，如主泵转子动平衡试验转速为300rpm，海水循环泵叶轮动平衡试验转速为250rpm。

2.2.动平衡的精度等级

一个转子的总不平衡量，工程上都是使用两个平面上不平衡量的模之和来表示：

为了排除转子质量的因素，工程上也用不平衡量除以转子质量后来表示：

，称为不平衡度，又称为不平衡偏心距，单位通常用。

国际标准ISO1940使用了值作为动平衡品质的衡量尺度，我国国标也是使用作为衡量尺度，命名为不平衡烈度，单位通常为mm/s。

在ISO1940和国标中均以Su值大小来划分动平衡品级，并冠以符号G为等级。

动平衡等级G（mm/s）=（e/1000）×ω=（e/1000）（2πn/60）

如图2中，是以转速（n转/分，即rpm）为横坐标，以偏心距e（μm，微米）为纵坐标，以动平衡等级G（mm/s）为参数的斜线族（该斜线左高右低，即同一个G值，低转速设备所允许的偏心量大，高转速设备所允许的偏心量小）。

斜线族中包括G0.4，G1，G2.5，G6.3，G16，G40，G100，G250，G630等各级。

如果转速为4800rpm，选取G=2.5；则查阅动平衡斜线，可以找到对应的纵坐标读数约5μm。

这就是由动平衡等级（2.5）确定的对转子动平衡精度的要求，当然也可以直接通过计算确定转子的动平衡质量要求：

……

（1）

另外，选定动平衡等级时注意：

一般低速转子，G取大值；高速转子，G取小值。

通常水泵转子的动平衡等级选取G6.3级，或G2.5级。

若选取的数值愈小，表示对动平衡的精度要求愈高。

对汽轮机转子一般应取用G2.5级。

图2：

动平衡等级相应的允许不平衡度

2.3.允许剩余不平衡量的分配

据最大允许不平衡力矩定义，

……

（2）

式中，e为偏心距，单位是μm，M为转子总质量，单位g。

将

（1）式代入上式，于是有：

……（3）

由于转子的动平衡是在两个校正面上进行，因此需要把最大允许不平衡力矩分配到两个校正面上，分配方法与转子结构有很大关系，与修正面至重心的距离，以及支点位置有密切关系，下面列举两种情况：

2.3.1.两修正面位于两支点之内（如图3所示）

图3两修正面位于两个试验支点之内

对于扩建工程上充泵转子，两个支承在外，修正面在支点里面，则根据该标准，允许不平衡力矩的分配如（4），（5）式所示。

（三）导师制的作用

大众化教育背景下本科生导师制的实施是否有必要？

调查结果显示，在被调查的我院04、05级93人中，有79%的学生认为实行本科生导师制对于本科生培养教育具有重要的意义，82%的教师认为有利于因材施教和学生的个性发展；有利于教学与科研相结合；有利于充分发挥教师教书育人的主体作用；有利于密切师生关系，增进师生友谊。

可见，绝大多数师生对大众化教育背景下实施本科生导师制的认识具有高度的一致性。

（四）结论

通过调查和比较分析，我院本科生导师制在实行过程中仍存在不少有待解决的问题，归纳为以下几点：

一是本科生导师制形式化程度较浓厚，活动方式比较单一，师生比例不协调，师生间沟通交流较少，本科生导师制难于真正发挥作用。

二是导师制指导内容不够规范。

导师对自身职责和工作目标不够明确，部分导师难于做到尽职尽责。

三是导师制考评机制缺乏科学性，且与之配套的制度不健全和不完善，这在很大程度上影响了本科生导师制的实施效果及导师的工作积极性。

三、完善本科生导师制的对策和建议

（一）结合实际，加强针对性指导

指导方式应结合我院师资条件、教学科研状况、学生素质、班主任和辅导员制度等实际，选择不同类型。

目前，本科生导师制基本上分为综合导师制、年级导师制、英才导师制等不同类型。

由于我院班主任和辅导员制度的存在，与综合导师制必然产生职能上的重复，难于协调两种制度的职能，加之生师比问题突出，因而不适宜采用。

而英才导师制由于其覆盖面过小，闲置和浪费了导师资源，因而也不适宜采用。

相对而言，年级导师制由于主要是针对低年级学生的大学生活适应、学习方法、专业发展和职业规划的指导，可以有效地克服供需不平衡的问题，加之高年级的学生已经具备了较强的独立自主能力，就不再需要配备导师了，因而比较适宜。

同时，为求得导师制的良好效果，应加强指导的针对性和多样性，如利用电话相互联系或网上交流、导师经常下寝室、学生经常登门请教等加强学生与导师间的交流与了解，为导师制的顺利实施奠定基础；导师应根据学生的专业特长、学习兴趣和个性特征，制订并实施具体计划，通过导师论坛、专题讲座、谈心交流、学业辅导等形式，采取集中和个别相结合的方式，开展经常性的、有针对性的教育活动；此外，在指导要求上，既要倡导导师找学生，也要要求学生主动找导师，发挥两方面的积极性，形成良性互动，以增强指导实效。

（二）强化导师队伍，明确导师职责

在进行导师筛选的过程中，挑选专业业务好、政治素质高、责任心强的老师担当本科生的导师是本科生导师制在实施过程中的一个重要环节。

近几年，随着我校扩大招生，学生数量急剧增加，但与此相对应的师资队伍建设却严重滞后，最突出的问题就是本科生导师的数量不能适应本科生导师制发展的要求。

为此，我们认为一方面应严格控制学生规模，加强师资队伍建设，提高教师工资福利待遇，以稳定导师队伍，激发导师工作的积极性；另一方面可适当招收部分在读研究生来充实导师队伍，使师生比保持在理想状态。

此外，应明确导师职责，这既是加强导师工作管理的必要手段。

也是衡量和考评导师工作的客观依据。

具体而言，本科生导师的职责大概分为以下几项：

一是根据人才培养目标和专业培养计划，对学生的专业学习、选课过程给予指导。

二是定期组织学习讨论，让学生参与科学研究，培养学生理论联系实际的能力和创新思维能力，引导学生了解学科前沿情况，对学生的发展方向提出建议。

三是及时了解学生的思想动态，对学生进行思想品德教育，让学生树立正确的人生观和价值观，促进学生个性健康、充分地发展。

（三）加强制度建设，完善考评体系

一是学院应建立导师培训制度，提供有关信息，使导师懂得如何去导。

如为保证导师能有效地指导学生选课，教学管理部门可利用课余时间让导师集中学习学分制的有关管理规定，使导师了解学分制的管理模式、选课过程的操作；学院和各系可组织导师学习，使其了解本专业培养计划，熟悉公共基础课、专业基础课和专业课与选修课等课程的安排情况；学院可为导师提供所指导学生的有关信息，如学习、奖惩、家庭情况，以便于导师因材施教；学工部门应向导师发布毕业生就业行情及市场信息，以方便导师为学生就业出谋划策。

二是完善导师岗位目标责任制和具体考评办法，对导师在任期内的德、能、勤、绩定期进行考核并记入档案，对导师的考核要充分听取学生的意见，要把考核结果与教师年度考核、专业技术职称、职务晋升、岗位聘任和奖酬金结合起来。

学校可设立本科生导师奖励基金，对工作突出的优秀导师进行表彰奖励，对不认真履行导师职责、考核不合格的导师加强教育管理，甚至取消其导师资格。

三是建立健全监督体制，采取灵活多样的监督方式，如在学工或教科办设立意见箱，向广大学生做定期导师成果调查，接受学生提出的建议和批评；加强监督网络，拓宽监督渠道，保障言路畅通等。

［参考文献］

［1］李达轩，曾凡东.本科生导师制的探索与实践［N］.光明日报，2003-06-06.

［2］周萍，樊如放.我国本科生导师制实行过程中存在的问题及对策［J］.教学研究，2002（4）.