大型風(fēng)機(jī)三點(diǎn)動平衡找輕點(diǎn)的探索與應(yīng)用

鄧斌

摘 要 本文介紹了三點(diǎn)動平衡原理，分析了三點(diǎn)動平衡法中用焊接配重方式找輕點(diǎn)存在的問題，通過對問題產(chǎn)生因素的分析與探討，提出了用卸扣代替焊接配重找葉輪輕點(diǎn)，并通過現(xiàn)場實(shí)踐，有效解決了用焊接配重方式找輕點(diǎn)存在的問題。

關(guān)鍵詞 風(fēng)機(jī);輕點(diǎn);三點(diǎn)法;動平衡;焊接配重;卸扣

引言

大型風(fēng)機(jī)葉輪轉(zhuǎn)子受物料的影響較大，如：沖擊、腐蝕、磨損、結(jié)晶等都會對風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子造成不平衡故障。其中有70%的機(jī)械振動故障來源于葉輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動不平衡。風(fēng)機(jī)在運(yùn)行中振動緩慢上升，一般是由于葉片磨損，動平衡破壞后造成的。此時(shí)處理風(fēng)機(jī)振動的問題一般是在停機(jī)后做動平衡。由于葉輪外送專業(yè)廠家做動平衡所需周期長、費(fèi)用高、風(fēng)機(jī)本體拆卸工作量大，甚至影響生產(chǎn)，而現(xiàn)場動平衡避免了煩瑣的拆裝工作，節(jié)省了拆裝和運(yùn)輸費(fèi)用，并保存了原有的安裝精度，所以風(fēng)機(jī)的不平衡大部分在現(xiàn)場處理。三點(diǎn)法動平衡是現(xiàn)場找平衡的常用方法，目前廣泛應(yīng)用于環(huán)保、化工等行業(yè)的大型風(fēng)機(jī)上。

1動平衡、輕點(diǎn)定義及危害

動平衡是轉(zhuǎn)子動力學(xué)的一個(gè)研究內(nèi)容，指確定轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時(shí)產(chǎn)生的不平衡量的位置和大小并加以消除的操作。葉輪輕點(diǎn)指葉輪由于磨損或變形導(dǎo)致在葉輪的動平衡精度被破壞，葉輪上存在一個(gè)位置相對于它在同一直線但相反方向的位置質(zhì)量變輕。風(fēng)機(jī)不平衡最直接的表現(xiàn)是轉(zhuǎn)子橫向振動大，并使轉(zhuǎn)子受到不必要的動載荷。當(dāng)轉(zhuǎn)子振動超標(biāo)時(shí)，對風(fēng)機(jī)的危害有：①造成動、靜部分摩擦，使機(jī)器發(fā)熱甚至燒毀;②加劇軸承磨損;③造成主軸疲勞;④造成基礎(chǔ)松動或地腳螺栓斷裂;⑤使風(fēng)機(jī)輸送風(fēng)壓不穩(wěn)定，影響生產(chǎn)[1]。

2三點(diǎn)法動平衡原理

給風(fēng)機(jī)葉輪做動平衡，主要是找出葉輪輕點(diǎn)位置，并計(jì)算出所加平衡塊重量。目前我廠主要采用三點(diǎn)法動平衡。

運(yùn)行中的風(fēng)機(jī)振動偏大后將風(fēng)機(jī)停機(jī)，打開人孔，將葉輪沿外圈均勻分為三等份，在每個(gè)點(diǎn)加配重塊，開機(jī)達(dá)到正常運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)（若振動太大可以開到一定轉(zhuǎn)速并保證后面每次轉(zhuǎn)速相同）并記錄其振動數(shù)值。找完平衡后，計(jì)算應(yīng)加的重量和位置，對葉輪進(jìn)行焊接工作。假設(shè)初始振幅為，試重塊重為，三點(diǎn)振幅分別為、、（以O(shè)為圓心，順時(shí)針方向）且<<;最輕點(diǎn)的振幅為，需要焊接的配重塊的重量為，配重塊焊接點(diǎn)的角度度（以O(shè)為圓心，O順時(shí)針轉(zhuǎn)，如圖1）。

3三點(diǎn)法動平衡找葉輪輕點(diǎn)現(xiàn)狀

貴冶需要在現(xiàn)場完成動平衡的大型風(fēng)機(jī)遍布全廠各個(gè)車間。目前主要使用焊接配重方式，即在葉輪較輕一側(cè)焊接等重量配重塊，從而消除葉輪的不平衡量。使用焊接配重方式可以使配重塊與葉輪結(jié)合牢固且不影響葉輪結(jié)構(gòu)，但也存在一定的缺陷，這個(gè)主要體現(xiàn)在找輕點(diǎn)的過程中：①三點(diǎn)法動平衡需焊接4次，其中找到輕點(diǎn)并計(jì)算出配重塊重量需要3次。這3次焊接好后測好振動都需要取下配重塊，當(dāng)焊接部位清理不干凈或打磨過多會造成初始振動值改變，從而使輕點(diǎn)位置計(jì)算和配重塊重量計(jì)算不準(zhǔn)確;②效率低，配重塊焊接過緊會導(dǎo)致不容易取下，焊接不牢固當(dāng)運(yùn)行風(fēng)機(jī)測振動時(shí)，配重塊易脫落，導(dǎo)致需要浪費(fèi)大量時(shí)間停、開機(jī)、重新焊接。

4三點(diǎn)法動平衡中找葉輪輕點(diǎn)方法探究

4.1 解決焊接配重法找葉輪輕點(diǎn)位置存在的問題

解決此問題是我廠維修人員多年來不懈的追求，今年來主要提出了以下兩種措施：在葉輪上鉆孔、制作專用夾具。但這兩項(xiàng)措施本身也有較大局限性。①在葉輪上鉆孔，此種設(shè)想來源于鍋爐房引風(fēng)機(jī)。此風(fēng)機(jī)上葉輪在出廠時(shí)廠家在每片葉片上鉆了一個(gè)小孔，每次需做動平衡時(shí)只需要在配重塊中心鉆一個(gè)孔，用螺桿固定在葉片小孔上即可，拆裝方便、快捷且不會損壞葉輪。但葉輪已加工好孔的風(fēng)機(jī)只有極少數(shù)，或者購買新葉輪時(shí)跟廠家提出鉆孔要求，而我們自己在完整葉輪上開孔存在極大風(fēng)險(xiǎn)：a.開孔位置不均勻，失去原有平衡;b.破壞葉輪結(jié)構(gòu)，嚴(yán)重時(shí)直接導(dǎo)致葉輪報(bào)廢;c.部分特殊環(huán)境下葉輪鉆孔后會破壞防護(hù)層，加劇葉輪被腐蝕破壞。②制作專用夾具，由于風(fēng)機(jī)葉輪結(jié)構(gòu)不同，專用夾具不能通用，且夾具設(shè)計(jì)制作本身需要一定時(shí)間，這增加了檢修時(shí)間，影響設(shè)備作業(yè)率，甚至可能影響生產(chǎn)。

4.2 用卸扣代替焊接配重找葉輪輕點(diǎn)

卸扣由彎環(huán)和橫銷兩部分組成，其結(jié)構(gòu)如下圖所示

將卸扣橫銷用相同型號全絲螺桿代替，從有絲扣一端旋進(jìn)，將葉輪卡在U型環(huán)中間，壓緊后旋緊螺桿，將卸扣固定在葉片上，卸扣及等同于配重塊。

5效果分析

用卸扣代替焊接配重找輕點(diǎn)，拆卸方便、快捷，不會對葉輪造成損傷，通用性強(qiáng)，市場上卸扣易于購買且價(jià)格便宜，重量易控制。目前已廣泛應(yīng)用于我廠大型風(fēng)機(jī)現(xiàn)場動平衡上，實(shí)用效果得到了各車間一致肯定。

6結(jié)束語

通過對三點(diǎn)法動平衡找輕點(diǎn)方法的探究與實(shí)踐，摸索出采用卸扣代替焊接配重找輕點(diǎn)方式，解決了傳統(tǒng)找輕點(diǎn)方法存在的弊端，在為設(shè)備檢修節(jié)約時(shí)間的同時(shí)，也更好地保護(hù)了葉輪。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊國安.機(jī)械故障診斷實(shí)用技術(shù)叢書 轉(zhuǎn)子平衡實(shí)用技術(shù)[M].北京：中國石化出版社，2012：217.