【国家标准(GB)】 造纸机械辊筒与烘缸动平衡

中华人民共和国国家标准
造纸机械辊筒与烘缸动平衡
Dynamic balancing of rolls anddryers of paper machine
UDC 676.2.062
GB 5799--86
本标准适用于滚动轴承或滑动轴承支撑，车速大于150m/min，且转速大于100r/min的造纸机
械各种辊筒与烘缸，对于不符合前述车速和转速条件之一者可根据具体情况参照执行。标准中的平衡品质部分，可作为制造厂与用户之间验收的标准。本标准主要参照下列国际标准：ISO 1925—1981
ISO 1940—1973
ISO 5406--1980
ISO 5343—1983
1名词术语
1.1刚性转子
平衡词汇
旋转刚体的平衡品质
挠性转子的机械平衡
挠性转子平衡的评定准则
本章中涉及的造纸机械各种辊筒与烘缸统称为转子。凡可在两个（任选）校正平面上进行校正，并且在校正后，在任意转速直至最高工作转速，它的不平衡量不会明显超过平衡公差（相对于轴线），而且转子运行条件接近于最后支承系统的条件，这样的转子可认为是刚性转子。
1.2挠性转子
由于弹性挠曲不满足1.1定义的转子。1.3低速平衡（对于挠性转子）
被平衡转子能作为刚性转子的转速下进行的平衡过程。1.4高速平衡（对于挠性转子）
被平衡转子不能作为刚性转子的转速下进行的平衡过程。1.5刚性转子的不平衡量
转子内在的可引起轴承动载荷的一种矢量，这种矢量可视为不随转速而变化，称作刚性转子的不平衡量，用不平衡质量与所在的半径之乘积来表示，单位为g.cm。一个转子的不平衡量，总是不规则的空间分布曲线，每根转子各不相同，具有较大的随机性。在各校正面上测量到的是作用相当的不平衡当量。刚性转子不平衡量的基本类型有下列四种：1.5.1 静不平衡量U。
中心主惯性轴仅平行偏离于旋转轴线的不平衡状态。它可由一个矢最来表示，并且通过转子的重心G，见图1，表示符号为U、。它所产生的支承动载荷力为：左支承FL
右支承F。=
式中：Q—旋转角速度，1/s，
重力加速度，980.6cm/s2。
国家标准局198601-21发布
(a+ b)
（1）此内容来自标准下载网
（2）
1986-08-01实施
GB 5799-86
这种不平衡量可用位于重心的校正面上的一个配重予以平衡。Ft
1.5.2力偶不平衡量Um
图 1 静不平衡量
中心主惯性轴与旋转轴线在重心G相交的不平衡状态。它由一个力偶矢量来表示，见图2，表示符号为Um，也可为U。·c，单位为g·cm2。它所产生的支承动载荷力为：左支承FL=
右支承FR=-F
这种不平衡量不能用一个配重予以平衡。IFi
图2、力偶不平衡最
（3）
1.5.3准静不平衡量Ug
中心主惯性轴与旋转轴线在重心G以外的某一点相交的不平衡状态。它由同一轴向平面上的一个静不平衡量U。与一个力偶不平衡量Um所组成，因此它们可合并成一个大小为U。而与转子重心相距h的失量，见图3，表示符号为U。。h值用下式计算：U
这种不平衡量可用一个配重予以平衡。Ft
图3准静不平衡量
（5）
GB 5799--86
1.5.4动不平衡量U，
中心主惯性轴与旋转轴线既不平行又不相交的不平衡状态。它由不同轴向平面上的静不平衡量U，与力偶不平衡量Um所组成，它们不能合成一个矢量来表示，见图4，表示符号为U。。它们所产生的支承动载荷力F，与FR也不在同一轴向平面上，这是最常见的种不平衡量。这种不平衡量不能用一个配重予以平衡。Us
图4动不平衡量
G一转子重心
1.6第n阶振型不平衡摄U。
只对转子一支承系统的第n阶挠曲振型起作用的不平衡量。它属于挠性转子的不平衡，表示符号为U，，单位为g·cm。表达式如下：n
式中：1
甲,(2)
转子长度，
长度坐标，
第n阶振型不平衡量分布函数，
第n阶振型函数。
1.7第n阶振型不平衡当量U.g
un (2)@n(2)dz
对第n阶挠曲主振型的作用相当于U。的一个最小不平衡量Ua。它有下列关系：U, =Une·Pn(ze)
式中：,（z。）—
~Ug所在坐标2。上的（2）值。
如果Ua。为一个量组Ua（j=1，2，，N），则有下列关系；　U, =un·甲(2)
式中：（z」）——Un，所在坐标z）上的（2）值。并且要求「Ua，「是最小的。
（6）
Une不仅对第n阶挠曲主振型有作用，并且对其他振型也有不同程度的作用，这是与Un区别之处，也就是说，它不具有正交性。1.8转子的原始不平衡量
转子在动平衡前存在的不平衡量，又称零态转子不平衡量。1.9不平衡度e
转子各平面上不平衡量之总和U除以转子质量M的结果，通常表示为e，单位为μm。即：Uo
（9）
GB 5799—86
如果在U.纯为U，的特殊情况下，e的物理意义即为转子重心偏离其旋转轴线的距离，故e又称为不平衡偏心。
1.10 不平衡烈度Su
不平衡烈度表示符号为Su，单位为mm/s。表达式如下：-e.Q
1.11转子或轴承的速频振动-
一简称速频振动
转子旋转时，转子或轴承振动中以转速为振动频率的振动分量。1.12转子或轴承的倍频振动-
一简称倍频振动
转子旋转时，转子或轴承振动中以二倍或多倍转速为搬动频率的搬动分量。2辊筒与烘缸的平衡品质
（10)
2.1本标准规定不平衡烈度作为平衡品质的衡量尺度。对于各种可以视作刚性转子的辊筒与烘缸最后装配完毕的平衡品质，总的规定为G1.6～G6.3级（详见附录A）。辊筒或烘缸的允许总剩余不平衡量UpER，单位为g·cm。可按下式计算：UpER
为使用方便起见，可表示为：
式中：M辊筒或烘缸重量，kg；
结构转速，r/min
常数，可从表1中查取。
表1允许总剩余不平衡量计算常数品
Su， mm/s
2.2对于应作为挠性转子的辊简，则附加要求其剩余的第一阶振型不平衡当量UR,应小于0.6UpER。2.3对于各种辊筒的刚度判别，本标准推荐使用附录B所介绍的方法，各制造也可根据自己的方法来判别。
3校正面的选取及允许剩余不平衡量的分配烘缸及绝大部分辊筒都属于刚性转子，且是基本对称的，因此校正面可取两个端面，两个校正面上的允许剩余不平衡量Ue,与Up，为：Up,= Up, =
对于刚度较差，仅在两个端面进行校正，即使提高平衡品级也不能达到要求的辊筒，可按附录E选用两个或三个校正面。如果采用三个校正面，则中间校正面只配置校正量，而不分配允许剩余不平衡量，所以两端校正面的允许剩余不平衡量仍可按式（13）计算。227
动平衡工艺的提示
GB 5799—86
4.1由于烘缸与绝大部分辊筒都属于刚性转子，因此动平衡工艺是比较简单的。这里提出二点，务请注意：
烘缸或辊筒在动平衡时，务必装配完整。动平衡中一般是不带传动齿轮的，因此对齿轮的不a.
平衡量也应给予适当的处理。
b。对停放时间较长的烘缸和辑筒，需在平衡转速上维持一定时间后再进行测量校正。4.2用三个校正面的辊简，在低速平衡时，三个校正量可按附录E所介绍的方法分配。4.3对于挠性的辊筒，应进行全速动平衡，即在结构转速上进行平衡。工序推荐如下：a。辊筒先用三个校正面进行低速平衡，品质应达到规定品级以上，b。将辊筒升速到结构转速，测量剩余第一-阶型不平衡当量URr，（详见附录C），如果满足第4.2条要求，则转子可认为半衡合格，如果尚未满足，则应按矢量平衡原理给予校正（详见附录D）。5动平衡对设计及制造的要求
5.1辊筒与烘缸在设计上应尽量保证其几何结构上的轴对称。5.2对于需装拆的零件（如缸盖上的人孔盖），应有定位装置。5.3设计时应考虑动衡时的驱动和支撑的要求。5.4校正面上应有足够的校正量固定空间，校正量的固定必须牢固可靠。5.5对于原始不平衡量较大的零件（如缸盖），宜先单独进行静平衡校正。5.6当采用中间校正面时，不应降低辊筒的使用寿命。6平衡品质的鉴定方法与允许误差6.1烘缸或辊筒经动平衡后所达到的实际品质，可用试验鉴定，即用试验方法测定两端校正面上所存在的实际剩余不平衡量，以看它是否小于允许值。试验方法可用八点法对两端校正面分别进行，由于烘缸与辊筒的两个校正面总是距轴承较近，而相互距离较远，因此校正面间的相互影响是可以忽略的。试验时首先取试重T，它所造成的不平衡量约为校正面上剩余不平衡量的5～10倍。然后按图5左所示序号，逐次加在校正面的不同角度，把所测得的振动数值绘成图5右的正弦曲线，则此曲线之半幅值即为校正面上实际存在的剩余不平衡量。gf mm %
剩余不平衡量
10gf mm
试重 T 50gf mm
响应不平衡的振动指示
剩余不平衡量
剩余不平衡量
所在的相应角
图5剩余不平衡量试验测量方法
试量T
GB 5799-86
各品质级别允许误差值见表2规定。6.22
G2.5 ~ G6.3
平衡品级
GB 5799—86
附录A
有代表性的辑簡与烘缸的平衡品级值（补充件）
有特殊需要的辑筒
各种卷纸辊、复卷机底辊、各种引纸辊、案辊、胸辊、驱网辊、上、下伏辊各种导辑、压榨铁辊、烘缸、毯缸、冷缸、施胶和涂料辊压榨石辊、支撑辑、包装机辊
GB5799—86
附录B
辑簡的刚度判别准则
（参考件）
假定辊筒结构如图B1所示，如果满足以下公式，则该辊筒可归属为挠性转了，动平衡应按挠性转了处理。
式： L-
辊筒轴承中心距；
D——辊筒金属结构外径：
图B1橡胶辊结构图
Va-辊筒的结构车速，m/min;
250000
一结构修正系数，按d/D值从图B2中查取，其中id为辊简内径，K2——材料修系数，从下表中查取，材料种类
K3——橡胶层修正系数，按/D值从图B3中查取，其8为橡胶覆盖腿厚度。K
结构修正:系数
橡胶层修正系数
测量程序如下：
GB5799-86
附录C
第一阶振型不平衡当量的测定
(补充件）
C.1转子置于动平衡机上，支承状态应接近于工作条件，然后升速到平衡转速（结构转速），测量两端轴承的振动OA，与OA2。
C.2在转子的中部任意角度加上一个试量。C.3把转子再升速到半衡转速，测量两端轴承振动OB，与OB2。C.4绘制失量图，见下图，测出A,B，与A,B，之数值，此即为试量之响应。,与OA，——加T前二个轴承的振动;B,与OB，—加T后二个轴承的搬动。C,5剩余第·阶振型不平衡当量按下式计算：UR,
LOA L+lOA
IA,B,1+A,B,1
GB5799-86
附录D
矢量平衡法
（补充件）
假定辊筒在衡转速（结构转速）上轴承之振动失量为A，在辑筒中部的某参考角度上加试量T，再测量平衡转速时的轴承摄动，假定为B，见下图。辑筒中部的校正量为：W
校正量的方位从T的方位旋转6角，如图中所示。·7
GB 5799—86
附录E
三平面低速平衡法中校正量的分配（补充件）
本办法使用的过程如下：
E.1测量辊筒左右两个校正面上的不平衡量U，骂UR。E.2计算中间校正量W2：
W=α(Ur+UR)
按图E1查取，其2值为左端校正面所在位置的标；L为辊筒轴承中心距，式中：α
-（U+UR）一图E2中平行四边形的对角线长度，其方向即为W2的方向。E.3按图E2所示方法确定左右两端校正量W与W的大小与方向。从图E1中可见，当与～0.222时，α=0，说明在这种情况下，不需要中间校正面，这点是值得利用的。
图Eα-线
图E2校正量求解
GB5799-86
附加说明：
本标准由中华人民共和国轻工业部提出，由轻工业部杭州轻工机械设计研究所归口。本标准由轻工业部杭州轻工机械设计研究所、杭州汽轮机厂、上海造纸机械厂、南平造纸厂等负责起草。
本标准主要起草人周仁睦、叶乾笙、石惟坚、张仁权、黄肇青。235
小提示：此标准内容仅展示完整标准里的部分截取内容，若需要完整标准请到上方自行免费下载完整标准文档。