发电机转子平衡装置的装配流程详解

摘要：发电机转子平衡配置的装配过是一个非常精密且关键的工序，直接关系到发电机运行的平稳性、效率和寿命。其核心目标是通过计算和添加（或去除）配重质量，将转子的质量中心调整到其旋转中心轴上，从而在额定转速下运行时将振动和噪音降至最低。

一、准备工作与注意事项

1、准备工作与安全

（1）清洁度：确保转子、平衡机、所有工具和工作环境极度清洁。任何微小的污垢或异物都会严重影响平衡精度。

（2）工具与设备：

① 动平衡机：核心设备，用于测量不平衡量和相位。

② 配重块：各种规格的金属块（通常为钢或黄铜）。

③ 安装工具：扭矩扳手、专用扳手、吊装设备（如天车）。

④ 测量工具：千分尺、游标卡尺、电子秤（用于精确称量配重）。

⑤ 标记工具：记号笔、白色油漆笔。

（3）安全第一：操作人员必须经过培训。吊装重物时遵守安全规程，确保转子在平衡机上固定牢固。

2、关键注意事项

（1）精度：整个过程要求极高的测量和安装精度。相位角误差1°都可能影响效果。

（2）工具扭矩：配重螺钉的紧固扭矩至关重要，过松会引发事故，过紧可能损坏螺纹。

（3）环境因素：风阻、温度变化都可能对高精度平衡造成微小影响。

（4）最终运行测试：即使在平衡机上达到了理想状态，转子在真实的发电机中运行时，由于轴承、机座等整个系统的差异，可能仍会有轻微振动，有时需要在现场进行现场动平衡做最终微调。

二、平衡装配的主要步骤

1、初始不平衡测量

（1）安装转子：使用工艺轴或直接通过转子自身的轴承颈，将转子小心地安装到动平衡机上。确保安装同心且紧固，避免任何松动。

（2）输入参数：向平衡机输入转子的几何参数，如两个校正平面的距离、校正半径、平衡转速等。

（3）首次运行：在安全罩闭合后，启动平衡机驱动转子至预设的平衡转速（通常低于工作转速，如300-800 RPM）。

（4）数据采集：平衡机的传感器会测量转子旋转时产生的振动信号，并计算出在两个校正平面（通常选择在转子两端的叶轮或专门设计的配重盘上）上的不平衡量（单位：g·mm或g·cm）和相位角（单位：°）。

（5）不平衡量(U)：需要添加或去除的质量大小。

（6）相位角(θ)：需要添加或去除质量的位置。

2、不平衡校正

根据平衡机给出的数据，进行校正。主要有两种方法：

（1）配重法（加法）
这是最常用的方法，尤其是在组装过程中。

① 计算配重质量：根据不平衡量U和选择的校正半径R，计算所需配重块的质量m=U/R。

② 定位：在平衡机的帮助下，使用光电传感器或划线器，在转子校正平面上精确找到相位角θ指示的位置。

③ 安装配重：通常使用专门设计的平衡块、平衡螺钉或焊料。将计算好质量的配重块牢固地安装到指定位置的槽或螺孔中。务必使用扭矩扳手按规定的扭矩拧紧，防止高速旋转时松动飞出。如果使用了多个小配重块组合，需用电子秤精确称量总质量。

（2）去重法（减法）
常用于转子本体上的校正，如在制造过程中。

① 定位：同样找到相位角θ指示的位置。

② 去除材料：使用钻孔、铣削或磨削的方式在该位置去除一定质量的材料。

③ 精确控制：去重的深度和直径需要精确计算，避免去除过多材料或影响结构强度。

3、验证运行（复测）

（1）完成第一次配重或去重后，再次启动平衡机进行测量。

（2）平衡机会显示新的残余不平衡量。

（3）评估该值是否在允许的平衡精度等级（如G2.5、G1.0）范围内。该等级标准（如ISO 1940-1）根据转子的类型、质量和工作转速确定。

4、精细调整（迭代过程）

平衡通常是一个迭代过程：

（1）如果残余不平衡量合格：平衡工作完成。

（2）如果残余不平衡量不合格：平衡机会给出新的、更小的不平衡量和相位角。操作员需要在此基础上进行第二次、甚至第三次的精细调整（可能是微调配重块的位置或质量），直到满足精度要求。

5、最终检查与记录

（1）锁紧检查：确保所有配重块、螺钉都已牢固锁紧，必要时使用防松胶或防松垫片。

（2）外观检查：检查转子及配重有无刮碰。

（3）数据记录：详细记录最终的不平衡量、相位、配重位置和质量等数据，随工单存档，便于未来维护和追溯。

发电机转子平衡装置结构示意图

总结：

发电机转子平衡配置的装配是一个系统性的、数据驱动的精密工艺。它依赖于先进的动平衡设备、熟练的操作人员以及严格的操作规程。其最终目的是确保发电机组能够平稳、安静、高效地运行，最大限度地延长设备寿命，防止因振动过大而造成的灾难性故障。