现场动平衡方法有三圆法、对称重量法、测相法等。
三圆法是在平衡测试中, 把一定质量试重块,分别加在转子同一圆周平面三等分点上,测得转子不平衡量的大小,以此做三个圆,并汇交于一点,以确定不平衡量的轻点的位置和大小。
转子在某确定转速运行下,测得其原始振动量R0,之后将一定质量的试重块(M)分别贴在转子1、2、3点上试调,测得新的不平衡量分别为R1、R2、R3。按一定绘图比例,将R0、R1、R2、R3画出三圆汇交图。根据汇交图与转子的对应关系就可以到转子轻点的方位。 三圆法现场平衡具体操作步骤
(1)将待平衡的刚性转子选好修正平面, 并在此平面的同一圆周上取三等分点,等分点用A、B和C表示,圆心用O表示,夹角都为1200(图1),
以A点作为基准方位。假如转子原有不平衡量为G,也称为残余不平衡量,它的大小和方位都是不可知的。
(2)转子在某确定转速运行下,测得其原始振动量R0,单位为mm/s。
(3)加试重块,质量为Q,单位克(g)。
(4)将试重块M分别放在A、B、C三点上,三次在同一确定转速下,开机运转测得振动值分别为:A点振动值R1;B点振动值R2;C点振动值R3,单位为mm/s。
(5)用相同比例,作振动向量图 以初始机器运转时基圆R0为半径画圆,在R0圆上等分三点,编号用A、B、C表示,参见图1。以A点为圆心,以为R1半径画圆;以B点为圆心,以为R2半径画圆;以C点为圆心,以为R3半径画圆;在图1中,圆R1和R2交于a点,圆R1和R3交于b点,圆R2和R3交于c点,连接abc三点,并做△abc外接圆,圆心为M;连接圆心OM,测量长度和ےBOO1的夹角,用α表示。
(6)转子原有不平衡量的质量的计算和位置的确定。不平衡质量由G=QR0/OM确定,单位为克。平衡位置在转子上,从A点向B点移动的角度为α。
(7)从作图可知,M点的位置分三种情况:如果M点位于基圆R0外侧,即OM>R0,说明试重块Q大于平衡质量Q;如果M点位于基圆R0上,即OM=R0,说明试重块Q与平衡质量G
相等;如果M点位于基圆R0内侧,即OM<R0,说明试重Q小于平衡质量G。
三圆法现场动平衡使用仪器有天平、绘图工具、测震笔(仪)、直尺、卷尺、角量器。
三圆法现场动平衡在烧结风机叶轮上应用。72㎡步进式烧结机是烧结厂生产线重要设备之一。其主抽风机型号为SJ8000,风量8000m3/h,转速1490r/min,配套电机功率3150kw,叶轮直径φ2700mm,叶轮与轴的质量约为6.5t。 在2009年4月份,烧结主抽风机在运行过程中,听到风机咔的一声巨响之后,风机强烈振动,停机后检查,发现风机叶轮的后盘掉下一块160x150马蹄形钢板。处理方法是将此钢板校平,磨斜口,在原位置焊接上,并在叶轮前、后盘外缘周,焊接一圈宽度100mm、厚度12mm的16Mn环形钢板作为补强之用。因此对叶轮重新做动平衡。我们采用的平衡方法是三圆法现场动平衡。
烧结主抽风机的叶轮有10叶片,每相邻两个叶片夹角为360。在叶轮上均分三点的方法是以叶轮某一片为第1点,向右和向左分别转3.3片,即为第2点和第3点。
选择叶轮后盘作为测试平面,均分三点后,启动主抽风机,测得后盘侧风机瓦座水平、垂直、轴向振动值R0(如表一所示)。停机,将预先准备好的180g试重块Q,点焊在风机叶轮第1点上再开机,测得瓦座新的水平、垂直、轴向振动值R1,将试重块Q自1点位置取下,分别点焊在风机叶轮第2点、第3点,启动风机,分别测得振动值为R2、R3。如下面列表。
| 水平 | 垂直 | 轴向 |
R0 | 4.6 | 3.7 | 3.1 |
转子动平衡R1 | 5.3 | 4.2 | 3.7 |
R2 | 3.5 | 2.1 | 2.1 |
R3 | 6.3 | 4.9 | 4.7 |
| | | |
不平衡量G和方向的确定。从表一数据上看,风机叶轮水平振动值大于垂直和轴向振动值。选取水平振动值为依据,按一定绘图比例,作三圆汇交图,如图一所示,三圆交汇区中心点M,即为不平衡量的轻点方向,测量长度OM=16mm,角度α=990
不平衡量G大小由G=Q* R0/OM确定。
式中,G为不平衡量;Q为试重块质量;R0为初振动值;OM为轻点位置长度。
不平衡量
G=Q* R0/OM=180g*46/16=517.5g
由于考虑烧结主抽风机叶轮直径大、质量高,加之风机振动比较严重,为防止加配重后,振动过大而损坏风机瓦座,配重块质量适当减小,按计算质量的三分之二选取,即345g, 配重块焊接在叶轮的轻点方向后,启动风机测得风机的振动由原来4.6mm/s降至为1.2mm/s,风机运行平稳。
用三圆法现场平衡烧结主抽风机叶轮,在不拆卸叶轮情况下,直接平衡,省时省力;使用仪器少,操作方法简单、便捷;只要操作得当,一般会获得满意的动平衡效果。
作者简介:范忠锋