軌道交通裝備用通風(fēng)機轉(zhuǎn)子的平衡校正綜述

王瑋　包明冬

[摘要]闡述了軌道交通裝備用通風(fēng)機轉(zhuǎn)子的平衡方式，轉(zhuǎn)子的平衡條件、平衡類型。同時對轉(zhuǎn)子的靜平衡和動平衡的校正方法進(jìn)行了詳細(xì)的描述，對軌道交通裝備用通風(fēng)機的轉(zhuǎn)子平衡校正提供了一定的理論依據(jù)。

[關(guān)鍵詞]軌道交通 通風(fēng)機轉(zhuǎn)子 平衡校正

一、前言

軌道交通移動裝備用風(fēng)機中繞軸線旋轉(zhuǎn)的零部件稱為風(fēng)機的轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子在理想情況下，質(zhì)量分布均勻、制造和裝配均滿足要求，其運轉(zhuǎn)應(yīng)該是平穩(wěn)的。但是當(dāng)材料組織的不均勻、零件外形的誤差（尤其具有非加工部分）、裝配誤差以及結(jié)構(gòu)形狀局部不對稱等原因，使得通過轉(zhuǎn)子質(zhì)心的慣性軸與旋轉(zhuǎn)軸線不相重合，從而產(chǎn)生的離心慣性力或慣性力偶矩。這些力或力偶矩將通過軸承傳遞到風(fēng)機上，引起整個風(fēng)機的振動、產(chǎn)生噪聲。轉(zhuǎn)子在不平衡的狀態(tài)下長時間運轉(zhuǎn)會加速軸承的磨損，降低風(fēng)機的壽命，甚至?xí)l(fā)生嚴(yán)重事故。根據(jù)轉(zhuǎn)子的工作狀態(tài)和力學(xué)特性，從平衡的觀點出發(fā)，常把轉(zhuǎn)子分成兩類：剛性轉(zhuǎn)子和撓性轉(zhuǎn)子。

二、平衡校正方法的確定

軌道移動裝備用通風(fēng)機的轉(zhuǎn)子一般為剛性轉(zhuǎn)子，即其工作轉(zhuǎn)速低于轉(zhuǎn)子的一階臨界速度。所以對軌道移動裝備用通風(fēng)機轉(zhuǎn)子來說，對其進(jìn)行平衡校正的方法分為靜平衡（單面平衡）和動平衡（雙面平衡）。

（一）采用單面靜平衡的條件

靜平衡是當(dāng)轉(zhuǎn)子的不平衡量近似處于轉(zhuǎn)子質(zhì)心所在的平面上，用一個校正平面通過重力場內(nèi)的擺動進(jìn)行平衡的方法。采用靜平衡的條件為：

（1）當(dāng)轉(zhuǎn)子的最高工作轉(zhuǎn)速n<1500 r/min、葉輪（或帶輪）寬度B與葉輪（或帶輪）直徑D之比小于或等于0.2時。

（2）當(dāng)轉(zhuǎn)子最高工作轉(zhuǎn)速n≥1500 r/min、葉輪（或帶輪）寬度B與葉輪（或帶輪）直徑D之比小于或等于0.1時。

（3）靜平衡設(shè)備可以滿足所要求的轉(zhuǎn)子平衡品質(zhì)等級且只能進(jìn)行單面（靜）平衡時。

其中葉輪寬度B是指葉輪在軸線上投影的最大距離，葉輪直徑D是指葉輪的最大外圓直徑。

（二）采用雙面動平衡的條件

動平衡是在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，利用兩個校正平面進(jìn)行平衡的方法。采用動平衡的條件為：不符合2.1所述的條件者；圖紙上技術(shù)要求中明確規(guī)定須進(jìn)行雙面（動）平衡；機組運行中軸承的振動值超過允許值時。

三、轉(zhuǎn)子的單面（靜）平衡

（一）初始不平衡量的確定

（1）將專用靜平衡軸裝入轉(zhuǎn)子軸套中，注意鍵的鏈接，鎖緊轉(zhuǎn)子后，轉(zhuǎn)子和靜平衡軸之間應(yīng)無相對竄動或擺動現(xiàn)象。放置轉(zhuǎn)子和平衡軸到導(dǎo)軌上時，應(yīng)輕輕放下以防止沖擊。

（2）輕輕轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子自由轉(zhuǎn)動。待轉(zhuǎn)子自行靜止，在轉(zhuǎn)子最上方做標(biāo)記。按照此方法重復(fù)三次以上，確定轉(zhuǎn)子最上方位置，并明確標(biāo)記。此處即轉(zhuǎn)子最輕點位置。

（3）在標(biāo)記點（即配重點）對應(yīng)的輪轂位置上，粘上一定質(zhì)量的橡皮泥，然后按照圖1所示，配重點在左側(cè)、左側(cè)上45°、右側(cè)上45°、右側(cè)四個位置都應(yīng)平衡靜止。若不能平衡，應(yīng)改變橡皮泥的質(zhì)量，重新檢驗直至平衡，測量出橡皮泥的總質(zhì)量，既是轉(zhuǎn)子的初始不平衡質(zhì)量。

（4）一般內(nèi)燃機車?yán)鋮s風(fēng)扇的配重質(zhì)量不超過200g，如果配重質(zhì)量超過該值的10%，也對轉(zhuǎn)子葉片進(jìn)行相應(yīng)修整，使配重質(zhì)量，滿足要求。

（二）校正方法

轉(zhuǎn)子靜平衡的校正方法有兩種：配重法和去重法。

（1）配重法。配重法是通過在轉(zhuǎn)子輪轂位置上裝配平衡塊，使轉(zhuǎn)子達(dá)到靜平衡要求的方法。

（2）去重法。去重法是通過去除材質(zhì)質(zhì)量，使轉(zhuǎn)子達(dá)到靜平衡要求的方法。去重的位置應(yīng)滿足產(chǎn)品圖紙或技術(shù)規(guī)范的要求。

四、轉(zhuǎn)子的雙面（動）平衡

（一）不平衡量及不平衡位置的確定

（1）先將待檢測的風(fēng)機葉輪與專用動平衡軸進(jìn)行裝配：將專用動平衡軸裝入風(fēng)機葉輪軸套中，注意鍵的連接。再將鎖緊螺母套上，擰緊螺母。可用銅棒輕敲平衡軸軸端，邊敲邊擰緊螺母，直至鎖緊葉輪。葉輪和動平衡軸之間應(yīng)無相對竄動或擺動現(xiàn)象。

（2）將裝配好的葉輪和軸放置在動平衡軸支撐上，確定好葉輪位置，將皮帶壓到動平衡軸上。輕輕轉(zhuǎn)動葉輪，確定葉輪轉(zhuǎn)動時無障礙，再將皮帶壓緊。在平衡軸兩端中心孔中裝入鋼珠，并用頂桿頂住。

（3）參數(shù)設(shè)定：測量兩端支撐點至兩測量面（去重面）的距離；

（4）啟動動平衡機，勻速提高葉輪轉(zhuǎn)速，使葉輪轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在測試轉(zhuǎn)速下。測量葉輪兩測量面上的動不平衡量及相應(yīng)位置。

（二）校正方法

轉(zhuǎn)子的動平衡的校正方法同樣有兩種：去重法和配重法。

（1）去重法。如測量面上的初始動不平衡量超過規(guī)定數(shù)值時，則應(yīng)進(jìn)行校正。校正方法為去重法。一般在進(jìn)行葉輪設(shè)計時會留有專門進(jìn)行去重的去重區(qū)域，根據(jù)動平衡測量結(jié)果，確定在去重面上相應(yīng)的去重點和相應(yīng)的去重量，并做好標(biāo)記。將葉輪從動平衡機上抬下，放置在專用的臺架上進(jìn)行去重。去除材料的工具為手握銑刀、銼刀或其他磨削工具。去除材料時應(yīng)集中均勻，去重后的表面要平滑，無毛刺，尖角要導(dǎo)鈍，葉輪表面的屑末應(yīng)去除干凈。重復(fù)上述步驟，直至葉輪的動不平衡量滿足設(shè)計要求。

（2）配重法。配重塊焊接法。在由動平衡機確定的配重位置上焊接一塊重量和不平衡量相同的配重塊，但要注意配重塊的重量不宜過大。配重螺栓法。在轉(zhuǎn)子加工時，在轉(zhuǎn)子的兩面留下配重孔（一般適用于離心式轉(zhuǎn)子），根據(jù)動平衡機的測試結(jié)果，在需要配重的位置使用螺栓、墊片和螺母進(jìn)行配重。應(yīng)注意，使用螺栓配重后，應(yīng)使用平鏟把螺栓尾部鏟平以防止其松動。

五、結(jié)論

本文對軌道交通行業(yè)用通風(fēng)機轉(zhuǎn)子的平衡校正進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。介紹了轉(zhuǎn)子的平衡方法、轉(zhuǎn)子平衡的條件及不平衡類型和轉(zhuǎn)子的平衡等級從而引出了轉(zhuǎn)子進(jìn)行平衡校正的方法，并對兩種平衡方法（靜平衡和動平衡）進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。