風(fēng)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)平衡

信息來源：發(fā)布時(shí)間：2020-07-17閱讀：362

1 引言

轉(zhuǎn)子的平衡可以采用兩種方式：一種是在平衡機(jī)上平衡；另一種是在實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)下平衡（稱為現(xiàn)場(chǎng)平衡）。后者綜合考慮了各種因素對(duì)振動(dòng)的影響，平衡效果好，而且節(jié)省時(shí)間。大多數(shù)的平衡問題均可以通過這種方式解決。

就現(xiàn)場(chǎng)平衡的方法而言，可以分為測(cè)幅平衡和測(cè)相平衡。測(cè)幅平衡只需要測(cè)量振動(dòng)的大小，用周移法、三點(diǎn)法等方法進(jìn)行計(jì)算。這種方法比較簡(jiǎn)單易行，但精度低，啟動(dòng)次數(shù)多；測(cè)相平衡采用可同時(shí)測(cè)量振幅和相位的儀表。平衡時(shí)首先在轉(zhuǎn)子上加一個(gè)（或一組）試驗(yàn)質(zhì)量，通過加重前后振幅和相位的變化，計(jì)算校正質(zhì)量的大小和方向。這種方法精度高，啟動(dòng)次數(shù)少。本文將介紹用測(cè)相法對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行的平衡。

2 平衡原理

2.1 不平衡的診斷

一般來說，只要振動(dòng)成分中基頻占主導(dǎo)地位，就可以認(rèn)定存在不平衡?；l的幅值取決于不平衡的大小和支撐系統(tǒng)的剛度，相位與不平衡的角度有關(guān)。

2.2 剛性轉(zhuǎn)子的平衡

所謂剛性轉(zhuǎn)子，是指轉(zhuǎn)子的工作轉(zhuǎn)速低于一階臨界轉(zhuǎn)速，不平衡離心力較小，由此引起的撓曲變形小得可以忽略。

剛性轉(zhuǎn)子存在兩種形式的不平衡：靜不平衡和力偶不平衡。從理論上講，在兩個(gè)平面平衡可以同時(shí)消除這兩種形式的不平衡。

2.3 柔性轉(zhuǎn)子的平衡

柔性轉(zhuǎn)子的平衡方法稱為振型法。所謂振型法是根據(jù)柔性轉(zhuǎn)子的振動(dòng)理論和振型函數(shù)的正交性，分別對(duì)轉(zhuǎn)子的各階振型進(jìn)行平衡的一種撓性轉(zhuǎn)子平衡方法。

2.4 試驗(yàn)質(zhì)量的選擇

測(cè)相平衡的步驟：首先測(cè)量轉(zhuǎn)子的原始振動(dòng)，然后在轉(zhuǎn)子上加一個(gè)（或一組）試驗(yàn)質(zhì)量，并測(cè)量試加后的振動(dòng)值。依據(jù)試加前后的振動(dòng)值就可確定校正質(zhì)量的大小和角度。

如何確定試驗(yàn)質(zhì)量的大小和角度是平衡過程的一個(gè)重要問題。

由振動(dòng)相位和機(jī)械滯后角可以確定試驗(yàn)質(zhì)量的角度。對(duì)于剛性轉(zhuǎn)子而言，從理論上講滯后角接近于零度。當(dāng)然由于測(cè)試誤差的存在，會(huì)與零度有一定的偏差，但總的來說偏差不會(huì)太大。對(duì)于柔性轉(zhuǎn)子滯后角，需要結(jié)合不平衡的性質(zhì)以及臨界轉(zhuǎn)速來考慮。

試驗(yàn)質(zhì)量的大小主要依靠經(jīng)驗(yàn)確定。試驗(yàn)質(zhì)量過大，有可能使振動(dòng)進(jìn)一步增大，甚至無法啟動(dòng)；試驗(yàn)質(zhì)量過小，引起的振動(dòng)變化太小，使平衡計(jì)算的誤差大。

3 風(fēng)機(jī)的平衡

風(fēng)機(jī)可以看作具有集中質(zhì)量的單輪盤轉(zhuǎn)子。平衡時(shí)只需要一個(gè)校正平面，校正質(zhì)量安裝在葉輪上。若葉輪有平衡槽，平衡時(shí)將校正質(zhì)量安裝在平衡槽內(nèi)；若葉輪沒有平衡槽，平衡時(shí)將校正質(zhì)量焊接在輪盤的外緣。

風(fēng)機(jī)平衡如果沒有影響系數(shù)時(shí)，試驗(yàn)質(zhì)量選擇范圍在300~500g。

例1 某電廠G4-73-10D送風(fēng)機(jī)

該風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1450r/min。運(yùn)行中風(fēng)機(jī)軸承的振動(dòng)值達(dá)到220μm。振動(dòng)為基頻，判斷為不平衡引起。風(fēng)機(jī)葉輪有平衡槽，可在此處加重。平衡過程如表1所示。

平衡進(jìn)行了兩次。第一次平衡后，依據(jù)計(jì)算結(jié)果將平衡角度調(diào)整了50°，振動(dòng)達(dá)到滿意水平（見表1）。

4 電動(dòng)機(jī)的平衡

電動(dòng)機(jī)是質(zhì)量沿軸向分布的轉(zhuǎn)子。如前所述，這種轉(zhuǎn)子的不平衡包括靜不平衡和力偶不平衡，只需要在兩個(gè)平面平衡就可以同時(shí)消除這兩種不平衡。而電機(jī)轉(zhuǎn)子的兩端都有平衡槽，可以滿足平衡的需要。

靜不平衡在電機(jī)前、后軸承引起的振動(dòng)相位接近，動(dòng)不平衡引起的振動(dòng)相位相反。

由于電動(dòng)機(jī)是對(duì)稱轉(zhuǎn)子，平衡時(shí)可以用對(duì)稱加重的方法校正靜不平衡，用反對(duì)稱加重的方法校正力偶不平衡。

實(shí)際上電機(jī)轉(zhuǎn)子的不平衡大都由靜不平衡引起，所以大多數(shù)采用對(duì)稱加重的方式。首次加重時(shí)，每側(cè)質(zhì)量以200~400 g為宜。

在電動(dòng)機(jī)的平衡中往往存在這樣的現(xiàn)象：轉(zhuǎn)子在平衡臺(tái)平衡合格后，卻不能保證運(yùn)行狀態(tài)下振動(dòng)合格；轉(zhuǎn)子單轉(zhuǎn)振動(dòng)合格，卻不能保證連接成軸系后振動(dòng)合格。因此，在實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)下的平衡才是最可靠的。

據(jù)此分析可能存在電機(jī)籠條斷裂。存在這種缺陷時(shí)，將產(chǎn)生不均衡的電磁力，導(dǎo)致振動(dòng)的不穩(wěn)定。

抽轉(zhuǎn)子檢查，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子上多根銅條與端環(huán)的連接處有裂紋，裂紋處金屬表面發(fā)黑，有3根銅條完全斷開。將裂紋用銀焊修復(fù)。

檢修后還將電機(jī)轉(zhuǎn)子在低速動(dòng)平衡機(jī)上平衡。復(fù)位在與風(fēng)機(jī)脫開的狀況下啟動(dòng)電機(jī)，但振動(dòng)值仍然偏高（表4序1）。為此在電機(jī)轉(zhuǎn)子兩側(cè)對(duì)稱加重使振動(dòng)值降低（表4序2）。但是，將電機(jī)與風(fēng)機(jī)連接后振動(dòng)值又增大（表4序3）。為此在連接狀態(tài)下又對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行了一次平衡，使振動(dòng)值降低（表4序4）。

通過對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子的平衡，達(dá)到了降低振動(dòng)的目的。