Небрежность и ошибки при установке балансировочных грузов чреваты большими неприятностями. Приведу несколько примеров, относящихся к этой теме.

На ротор генератора мощностью 200 МВт установлены грузы, распределенные по длине в виде ввертышей с резьбой около М40.

 На турбоагрегате мощностью 50 МВт наблюдалась хроническая вибрация подшипников 2 и 3, соседних с муфтой между роторами турбины и генератора. Максимальная интенсивность вибрации достигала 80 мкм, преобладала вибрация оборотной частоты.

 С 1969 г. в балансировочной практике используется разработанная мной программа "Баланс" для расчетов при балансировке на месте. С того времени она непрерывно модернизируется и в настоящее время представляет собой весьма совершенный продукт, успешно применяемый многими пользователями.

В подавляющем большинстве случаев симметричный дисбаланс создает преимущественно синфазную вибрацию, а кососимметричный -противофазную. К сожалению, бывают исключения, которые, если о них не знать, могут существенно осложнить работу по диагностике и наладке машин и привести к ошибочным решениям.

Один из таких случаев описан выше в эпизоде 6, там это было связано с резонансным режимом работы одной из опор ротора.

Весьма любопытный случай наблюдался на роторе генератора газотурбинного агрегата мощностью 35 МВт.

 В связи с предыдущим эпизодом уместно вспомнить более благополучные события, которые имеют отношение к нестабильному состоянию роторов в процессе балансировки.

При балансировке на месте дутьевых вентиляторов энергоблока мощностью 800 МВт было обнаружено нестабильное состояние роторов и изменение вибрации в процессе измерений ее параметров. Выдержка во времени не приводила к стабилизации: вибрация непрерывно менялась, при этом явно менялось и состояние дисбалансов ротора.

Двукратное измерение параметров вибрации на балансировочных частотах при балансировке на месте как-то с самого начала вошло у меня в привычку. Совершенно неожиданно для себя я вдруг обнаружил, что это делают далеко не все. Как сильно это может отразиться на результатах работы впервые я обнаружил при одной балансировке ротора генератора мощностью 25 МВт.

Любопытно, что в этом случае, как и во многих аналогичных, связанных с разнообразными неприятностями в связи с проблемами повышенной вибрации, основные события разворачивались в мое отсутствие: я был в очередном отпуске.

Как возникает осевая вибрация на подшипниках неуравновешенного ротора, читатель уже знает. Очень недалеко от истины утверждение, что чем ниже поперечные (вертикальная и горизонтальная) компоненты вибрации, тем ниже и осевая. В связи с этим при весьма низких поперечных компонентах вибрации как-то уже не принято связывать интенсивную осевую вибрацию с дисбалансом ротора. Мне в таких случаях обычно тоже приходило на ум предположение о резонансе опоры в осевом направлении, пока я не столкнулся с рассматриваемым эпизодом.

Будучи еще очень молодым, я принимал участие в наладке после монтажа газовой турбины мощностью 35 МВт. Тогда на подшипниках турбины двойная амплитуда вибрации оборотной частоты не превышала 20 мкм. В то время на заводе-изготовителе еще не было высокочастотного балансировочного стенда и все роторы подвергались низкочастотной балансировке. Через несколько десятилетий меня пригласили для участия в устранении повышенной вибрации этой турбины. 

Вибрация на втором подшипнике, соседнем с муфтой (см. рисунок), хронически оставалась повышенной и достигала 70 мкм. Попытки повлиять на нее установкой компенсирующего груза на муфту успеха не имели.

На турбине мощностью 50 МВт в течение многих лет наблюдалась хроническая вибрация подшипника № ] с оборотной частотой и двойной амплитудой около 70 мкм. Неоднократные попытки тщательно отбалансировать ротор на станке и другие мероприятия по снижению возмущающих сил доступными способами никакого эффекта не давали. Исследования показали, что ригель подшипника № 1 имеет собственную частоту, близкую к оборотной, при этом он совершает крутильные колебания, форма которых показана на рисунке. Отстроиться от резонанса не представилось возможным. Турбина долгие годы работала с повышенной вибрацией. 

В конце концов было предложено балансировать ротор в собственных подшипниках с разборкой цилиндра турбины при каждом пуске для доступа к плоскости коррекции. Эта беспрецедентная и чрезвычайно дорогая операция была выполнена и привела к положительному результату, в конечном счете на ротор турбины со стороны подшипника № 1 установлен груз массой около 700 г.

На одном из подшипников турбины мощностью 250 МВт длительное время после каждого очередного капитального ремонта наблюдалась вибрация оборотной частоты около 50 мкм всегда примерно с одной фазой, что приводило к необходимости при балансировке на месте устанавливать на соседнюю муфту груз массой около 2 кг.

При очередной балансировке на станке соответствующего ротора обнаружилось, что установленный при давней балансировке груз массой 1200 г необходимо снять. Анализ показал, что именно этот груз мог быть причиной описанных проблем с вибрацией. Пуск из ремонта полностью подтвердил этот вывод: вибрация снизилась до нормы.

Мне удалось выяснить, что при балансировке ротора на станке была неудачно выбрана частота вращения: на зарезонансном станке ротор вращался вблизи резонанса. Предполагается, что это и привело в свое время к ошибочной установке ненужного груза, а при последующих балансировках, сталкиваясь с невозможностью уравновесить ротор, балансировщики на всякий случай не меняли корректирующих масс на роторе.