手機(jī)動(dòng)平衡程序的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

馬杰

【摘要】動(dòng)平衡是旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)故障治理的重要手段之一，動(dòng)平衡的，計(jì)算過(guò)程涉及很多三角函數(shù)、矢量式、行列式或矩陣的運(yùn)算，容易出錯(cuò)且效率不高，如果用計(jì)算機(jī)編寫程序?qū)崿F(xiàn)動(dòng)平衡計(jì)算，能夠保證準(zhǔn)確度和精度，但攜帶很不方便。所以，筆者把手機(jī)作為程序開(kāi)發(fā)的載體，用Flash作為程序開(kāi)發(fā)平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、高效、便攜、可視化的動(dòng)平衡計(jì)算。

【關(guān)鍵詞】手機(jī)；動(dòng)平衡；程序；開(kāi)發(fā)；應(yīng)用

1、手機(jī)動(dòng)平衡程序的開(kāi)發(fā)

1.1 動(dòng)平衡計(jì)算原理。以單平面的影響系數(shù)平衡法為例，基本操作步驟及計(jì)算原理為：將一已知不平衡振動(dòng)超標(biāo)的轉(zhuǎn)機(jī)設(shè)備，在工作轉(zhuǎn)速時(shí)，用振動(dòng)采集儀（如原ENTEK公司的DP1500）測(cè)取初始振動(dòng)值及相位，記作A0 （通常約定鍵相光標(biāo)前沿隨轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，通過(guò)振動(dòng)傳感器的位置為起始0°，逆轉(zhuǎn)向讀取位置角度）；然后停機(jī)并在轉(zhuǎn)機(jī)設(shè)備的平衡槽或輪盤某一角度加裝或焊接試重質(zhì)量塊，試重塊記作P；再次啟動(dòng)轉(zhuǎn)機(jī)并采集試重后同一位置的振動(dòng)值及相位，記作A1；通過(guò)這種預(yù)加重試驗(yàn)求出加重對(duì)振動(dòng)的影響系數(shù)，記作α，使得α=（A1-A0）/P，根據(jù)影響系數(shù)求出應(yīng)該加的平衡質(zhì)量，記作Q，滿足Q*α+A0=0；按照Q值進(jìn)行動(dòng)平衡質(zhì)量校正，即可使旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備振動(dòng)超標(biāo)問(wèn)題得到解決。此測(cè)相平衡方法是動(dòng)平衡試驗(yàn)的基本方法，同型設(shè)備、同工況下且相同測(cè)量位置計(jì)算出的影響系數(shù)還有一定的借鑒作用。

1.2 程序開(kāi)發(fā)準(zhǔn)備

1.2.1 程序載體：安裝了Flash的手機(jī)，F(xiàn)lash版本沒(méi)有限制。例如多普達(dá)S900，手機(jī)系統(tǒng)為Windows Mobile Version 6.1，自帶Flash運(yùn)行程序。

1.2.2 開(kāi)發(fā)平臺(tái)：在計(jì)算機(jī)上選擇并安裝Adobe公司的Flash CS系列程序。如Flash CS3 Version 9.0。

1.2.3 顯示尺寸：為了達(dá)到最佳顯示效果，要把載體手機(jī)主屏幕的尺寸參數(shù)記錄下來(lái)，直接測(cè)量也可，開(kāi)發(fā)的Flash程序界面尺寸應(yīng)與之相同。

1.3 程序開(kāi)發(fā)步驟

1.3.1 新建Flash文檔。運(yùn)行Flash CS3，選擇文件→新建→Flash文件（ActionScript 2.0），在屬性面板中選擇背景顏色和舞臺(tái)尺寸（參考手機(jī)主屏幕大小）。

1.3.2 分類建立圖層。把圖層分為背景層、文本層、靜圖層、輸入層、輸出層、按鈕層，這樣方便編輯和修改。

1.3.3 背景層。建立此圖層可以設(shè)置個(gè)性化的背景圖片，為下面功能性圖層的布局做美化和鋪襯。

1.3.4 文本層和靜圖層。文本層用來(lái)顯示描述性文字，在保證表述準(zhǔn)確的同時(shí)，盡量整齊簡(jiǎn)練。筆者設(shè)計(jì)的文本層內(nèi)容包括：初始測(cè)量的振動(dòng)數(shù)值，試重質(zhì)量的大小方向，增加試重后的振動(dòng)值，去掉試重的校正質(zhì)量，保留試重的校正質(zhì)量，影響系數(shù)及追注文字，屬性設(shè)置為“靜態(tài)文本”。靜圖層是為了比較直觀的顯示矢量關(guān)系而建立的參照底圖，可以用笛卡爾坐標(biāo)系或極坐標(biāo)系，筆者選擇用標(biāo)注旋轉(zhuǎn)方向的靶形示意圖。

1.3.5 輸入層和輸出層。輸入層每個(gè)文本框的屬性要設(shè)置為“輸入文本”，輸出層每個(gè)文本框的屬性要設(shè)置為“動(dòng)態(tài)文本”，輸入和輸出層的每個(gè)文本框要求命名不重名的變量名稱，且區(qū)分大小寫。

1.3.6 按鈕層及其動(dòng)作腳本。按鈕層是程序的核心，動(dòng)平衡的計(jì)算和繪圖程序編寫在按鈕的動(dòng)作腳本中，

實(shí)際寫程序要復(fù)雜些，需要注意三角函數(shù)運(yùn)算時(shí)必須轉(zhuǎn)換成弧度；求反正切時(shí)，如果過(guò)分母為零，需要用if條件判定后，直接給出結(jié)果。筆者在編寫時(shí)，也是每一種運(yùn)算單獨(dú)新建Flash文檔測(cè)試，第一次編寫很難一氣呵成。

動(dòng)平衡的計(jì)算腳本程序編寫完成后，矢量圖比較容易，基本思路是把需要顯示的矢量線段的端點(diǎn)坐標(biāo)，用Line To功能聯(lián)線即可。畫線和參數(shù)設(shè)置的方法可以在Flash CS3的幫助窗口中檢索查看。

1.4 調(diào)試發(fā)布程序

1.4.1 調(diào)試程序：選擇“控制”菜單下的“測(cè)試影片”，快捷鍵為Ctrl+Enter。調(diào)試時(shí)首先要驗(yàn)證動(dòng)平衡計(jì)算的準(zhǔn)確性，可以多次手工計(jì)算驗(yàn)證，或用專業(yè)書中案例直接驗(yàn)算。其次要考慮容錯(cuò)率，比如，誤輸入字母會(huì)導(dǎo)致輸出結(jié)果為非數(shù)字“NAN”，解決方法可以把輸入文本框的字符嵌入屬性選擇“自然數(shù)[0..9]（11字型）”。再如，繪制矢量圖時(shí)，如果直接顯示真實(shí)尺寸很可能會(huì)太小或太大，不容易觀看，解決方法是選取一個(gè)便于觀看的基準(zhǔn)長(zhǎng)度，然后把每個(gè)矢量線段按比例計(jì)算后，再繪圖顯示。

1.4.2 發(fā)布程序：文件→發(fā)布設(shè)置，彈出發(fā)布設(shè)置的窗口后，格式菜單中選擇Flash，F(xiàn)lash菜單中的播放器設(shè)置為“Flash Lite”，腳本選AS 2.0，這里版本發(fā)布的原則是，在滿足載體手機(jī)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)上，版本越高，支持的Flash文字或動(dòng)畫特效越多。

2、手機(jī)動(dòng)平衡程序的應(yīng)用

2.1 故障處理。正確使用手機(jī)動(dòng)平衡程序，能夠快速地解決現(xiàn)場(chǎng)不平衡的故障。例如：懸臂風(fēng)機(jī)葉輪磨損振動(dòng)超標(biāo)治理。

設(shè)備簡(jiǎn)介：某廠風(fēng)機(jī)為懸臂式單級(jí)八葉片離心風(fēng)機(jī)，彈性基礎(chǔ)，電機(jī)與風(fēng)機(jī)并列布置，皮帶輪傳遞扭矩，工作轉(zhuǎn)速1630rpm。

2016年03月15日，風(fēng)機(jī)振動(dòng)超標(biāo)，軸承最大徑向振動(dòng)0.19mm（標(biāo)準(zhǔn)為≤0.08mm），基頻分量占0.18mm，占比83%，相位穩(wěn)定。考慮到振動(dòng)故障的主要原因?yàn)榛曳蹧_刷葉片導(dǎo)致磨損，且受工期限制要求盡快修復(fù)投運(yùn)，所以直接進(jìn)行動(dòng)平衡操作，計(jì)劃工時(shí)4小時(shí)。

工作步驟：①停風(fēng)機(jī)時(shí)在轉(zhuǎn)子上貼反光紙，用于相位測(cè)量。②啟動(dòng)風(fēng)機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，選用ENTEK DP1500依次測(cè)量記錄懸臂側(cè)軸承的徑向振動(dòng)。③停風(fēng)機(jī)，在風(fēng)機(jī)葉輪上焊接試重塊，即增加50g∠210°。④啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，測(cè)取懸臂側(cè)軸承振動(dòng)數(shù)值。⑤將試重及兩次測(cè)量的振動(dòng)數(shù)據(jù)錄入手機(jī)的動(dòng)平衡程序中，輸出校正質(zhì)量。⑥為了提高效率，選擇保留試重的校正質(zhì)量進(jìn)行同徑焊接操作，實(shí)際增加質(zhì)量為35g∠130°。⑦啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，測(cè)取軸承的振動(dòng)檢驗(yàn)振動(dòng)治理效果。

2.2 教學(xué)試驗(yàn)

2.2.1 動(dòng)平衡原理教學(xué)：可以用Flash強(qiáng)大的動(dòng)畫功能，圖文并茂的展現(xiàn)動(dòng)平衡計(jì)算或使用過(guò)程，相比死記硬背動(dòng)平衡各種計(jì)算公式，生動(dòng)很多、記憶更牢。

2.2.2 動(dòng)平衡試驗(yàn)操作：可以讓學(xué)習(xí)者在動(dòng)平衡試驗(yàn)?zāi)Ｐ蜕希约涸O(shè)計(jì)模擬不平衡故障，利用手機(jī)動(dòng)平衡程序輔助計(jì)算予以消除。這樣不但學(xué)習(xí)效果好，而且隨時(shí)可以拿出手機(jī)交流探討。

3、手機(jī)動(dòng)平衡程序的擴(kuò)展

3.1 功能擴(kuò)展。限于篇幅，筆者介紹的是手機(jī)動(dòng)平衡程序中最簡(jiǎn)單的單平面動(dòng)平衡的開(kāi)發(fā)應(yīng)用過(guò)程。進(jìn)一步的，我們可以開(kāi)發(fā)雙平面動(dòng)平衡程序、諧分量法動(dòng)平衡程序等。

3.2 應(yīng)用擴(kuò)展。除了手機(jī)，對(duì)于支持flash的載體，均可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)平衡計(jì)算過(guò)程。例如PSP、PDA、PC等，具有廣闊的移植能力。

此外，本文選用Flash平臺(tái)開(kāi)發(fā)為例，也可以選擇JAVA平臺(tái)，或打包成其它形式的APP，不用局限于一種方式，保證原理符合、過(guò)程正確即可。

4、結(jié)束語(yǔ)

科學(xué)利用手機(jī)動(dòng)平衡程序不但能簡(jiǎn)化操作、提高效率，而且能減少誤差、增加精度，還能提供可視化的矢量關(guān)系圖。所以，它是手機(jī)功能的拓展，它是程序使用的延伸，它更是旋轉(zhuǎn)機(jī)械不平衡振動(dòng)故障治理輔助計(jì)算的有力工具。

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