烧结现场风机平衡（共4篇）
烧结现场风机平衡 篇1
烧结风机叶轮动不平衡, 运转时将产生振动, 严重时会造成风机损坏。平衡叶轮的方法, 一种是拆下叶轮在平衡机上做动平衡实验, 另一种是现场动平衡。
一、三圆法原理
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, 把一定质量的试重块, 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找到转子轻点的方位。
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、C表示, 圆心用O表示, 夹角都为120° (图1) , 以A点作为基准方位。假如转子原有平衡量为G, 也称残余不平衡量, 它的大小和方位是不可知的。 (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, 单位为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) 用相同比例做振动向量图, 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, 见图2。以A点为圆心, 以R1为半径画圆;以B点为圆心, 以R2为半径画圆;以C点为圆心, 以R3为半径画圆。在图2中, 圆R1和圆R2交于a点, 圆R1和圆R3交于b点, 圆R2和圆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OM的长度和∠BOM。 (6) 转子原有平衡质量的计算和位置的确定。平衡质量由G=QR0/OM确定, 单位为g。平衡位置在转子上, 从A点向B点移动的角度为∠BOM。 (7) 由图可知, 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G;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
三圆法现场动平衡使用仪器有天平、绘图工具、测振笔 (仪) 、直尺、卷尺、角量器。
二、三圆法现场动平衡的应用
72m3步进式烧结机的主抽风机型号为SJ8000, 风量8 000m3/h, 转速1 490r/min, 配套电机功率3 150kW, 叶轮直径φ2 700mm, 叶轮与轴的质量约为6.5t。
2009年4月, 烧结主抽风机在运行过程中, 风机发出一声巨响后强烈振动, 停机后检查, 发现风机叶轮的后盘掉下一块160mm×150mm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。因此对叶轮重新做动平衡, 采用的是三圆法现场动平衡。
烧结主抽风机的叶轮有10个叶片, 每相邻两个叶片夹角为36°。在叶轮上均分三点的方法是以叶轮某一片为第一点, 向右和向左分别转3.3片, 即为第二点和第三点。
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 (见表1) 。停机, 将预先准备好的180g试重块Q, 点焊在风机叶轮第一点上再开机, 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二点、第三点, 启动风机, 分别测得振动值为R2、R3, 如表1所示。
mm
平衡量G和方向的确定。由表1可见, 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, 三圆交汇区中心点M即为平衡量的轻点方向, 测量长度OM=16mm, ∠BOM=99°, 平衡量G大小由G=QR0/OM确定, 其中, 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=180×46/16=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。
烧结现场风机平衡 篇2
1 现场动平衡技术
目前现场运用最广泛的方法是影响系数法。该法不必将转子从机器上拆卸下来, 在现场就可进行平衡, 这是一种快速、高效、高精度的现场平衡法。一般情况下, 影响系数是通过实验 (或试验) 获取的, 但有的影响系数直接使用后平衡效果很好, 而另一些影响系数直接使用后平衡效果不甚理想, 这是因为影响系数本身受到平衡实验过程的影响, 比如试重大小和加装位置的不同, 都会导致所得到的影响系数在品质和质量上存在差异。
2 ANSYS 11.0转子动力学模块简介
ANSYS 11.0转子动力学分析模块是高级分析技术中的一部分, 即为“Rotating Structural dynamics”。其求解的理论基础为考虑了转动效应的动力学方程:
其中[M], [C], 和[K]分别为结构的质量、阻尼和刚度矩阵, [Ke]为旋转软化矩阵, [G]是由于旋转引起的附加阻尼矩阵。基于转子动力学思想的轴系建模过程可参见用户手册, 如图1是建立的烧结机叶轮有限元模型。然后可进行转子动力学的相关计算。
3 利用有限元建模进行现场动平衡辅助
首先利用ANSYS有限元软件根据烧结机转子主要尺寸、质量参数进行建模, 有限元模型中取螺旋桨所在位置为坐标系原点, 以轴线的方向为作为坐标系x轴。根据轴系的特点, 轴采用BEAM188梁单元模拟;叶轮作为集中质量处理, 使用质量单元MASS21模拟;在ANSYS11.0中新增加了轴承单元COMBI214, 在此使用其来模拟不同位置的两个轴承支撑。当轴系绕轴线以工作转速 (通常为1 500rpm 25Hz) 旋转时, 会在旋转过程中产生陀螺效应和科氏力, ANSYS 11.0中采用了两种坐标框架来考虑旋转轴系的转动效应, 它们分别是固定参考框架和旋转框架。当轴系中仅有某部分组件旋转或者轴系中不同组件的旋转速度不同时, 则可采用固定参考框架, 其适用的单元有B E A M 4, M A S S 2 1, S O L I D 4 5, SOLID95, SOLID185, BEAM188等;旋转框架坐标系则要求整个结构都绕某一轴旋转。由于在该研究中, 轴承是不参与转动的, 因此采用固定参考框架坐标系, 将模拟轴的B E A M 1 8 8单元和模拟集中质量的MASS21单元组成一个组件, 在其上施加旋转角速度, 而轴承则无转动角速度。当烧结叶轮上有质量偏心时, 相当于在叶轮失衡位置所在的节点处引入了“不平衡力”。在ANSYS 11.0中当不平衡力是由质量引起时, 则将“不平衡力”的幅值定义为质量与其和转轴距离的乘积。
随着偏心质量引起的不平衡载荷的增大, 会导致轴系在大部分转速上的响应幅值增大, 产生不良影响。利用测得的振幅 (节点振动位移) 作为叶轮配重处节点与转轴距离, 代入 (1) 式, 可求出应加质量, 根据刚性转子特性, 由测得的工频相位推算出加重相位可实现一次加重降低风机振动。如对平衡结果要求较高, 可利用第一次加重结果, 利用影响系数法再次精调配重。
4 应用案例
山西某钢厂烧结主风机经检修后再次投运时机组振动值严重超标, 轴承箱水平测点振动速度最高达10mm/s。现场对各项安装参数进行复查, 并对基础稳定性重新检验并未发现问题。排除安装与其他可能存在的原因后, 为保证用户尽快投产, 最后决定进行现场动平衡矫正。
现场采用BENTLY速度传感器进行数据采集, 风机两侧轴承箱分别设置水平和垂直两个测点, 表1各测点采集的初始数据。
根据现场转子的实际尺寸及重量利用ANSYS建模分析, 计算出所需配重质量为370g, 根据所测得的相位实施配重后, 最大测点振幅不超过2mm/s, 当日该机组便投入运行。若采用估算试重配重, 至少会多一次起停机。
5 结语
对于烧结转子现场动平衡, 研究针对目前常用的近似公式、传递矩阵法等方法计算工作量大且简化较多的问题, 提出利用大型商用有限元分析软件ANSYS 11.0, 结合转子动力学特性如回旋运动、偏心影响等进行分析, 对轴系的动态特性进行计算, 直观、方便, 同时进行了参数的优化分析, 计算结果可直接用于现场配重计算, 可明显缩短停机检修时间。
参考文献
[1]尚晓江, 等.ANSYS结构有限元高级分析方法与范例应用[M].北京:水利水电出版社, 2008.
[2]晏砺堂.高速旋转机械振动[M].北京:国防工业出版社, 1994.
烧结现场风机平衡 篇3
振动是离心式风机的主要故障之一，造成风机振动的原因主要有： (1) 滚动轴承间隙过大或损坏; (2) 风机轴与电动机轴同轴度偏差过大; (3) 地基损坏或地脚螺栓松动; (4) 叶轮变形，轮毂与叶轮盘的连接铆钉或螺栓松动; (5) 叶轮积灰或不均匀磨损，以及修补后焊接不平衡，等等。其中不平衡振动是引起风机振动故障的主要原因。对于风机不平衡引起的振动，可以通过找平衡来校正。找平衡的方法有静平衡法和动平衡法。静平衡方法有摩擦消除法、八点试重周移法 (简称八点法) 及四点计算法等，精密静平衡有的情况下可达到理想的效果，不必再做动平衡。动平衡的方法有多种，如周移法、双转向划标线法、标线法 (一点法) 、三点法(又分为解析法和作图法)、综合法及动平衡仪校正法等方法。平衡方法的具体选用要根据现场实际情况确定。本文以三台风机不平衡的实例，对风机不平衡振动的特征进行分析，采用了不同方法来消除其不平衡，并对这几种方法的特点进行比较分析。
1 风机不平衡振动的特征
三台风机在平衡前后的振动情况见表1。
mm/s
对风机的不平衡振动特征进行分析。由于风机转子均为刚性转子，其不平衡振动有如下特征：
1)振动幅值随速度增大而增大。
2)振动值与偏心质量及偏心距成比例关系。
3)对于双支承风机(即F型传动布置)，径向振动大于轴向振动，因为不平衡产生的离心力作用方向垂直于轴线，由于垂直方向的动刚度大于水平方向，所以，常常表现为水平方向的振动大于垂直方向的振动(如表1的W6-2×29-46№21.5F风机);对于悬臂支承风机(即D型传动布置)，可产生与基频相同的轴向力，引起轴向振动，这种轴向振动等于或大于径向振动(如表1的9-19№7.1D风机)。
4)振动稳定性好，对负荷变化不敏感。
通过手持式测振仪测量各个方向的振动值，通过比较就可初步判断是否为不平衡振动。
2 离心式风机振动的控制范围
国家标准和我国风机专业均采用振动速度的有效值(均方根值)表示振动烈度，其单位为mm/s，离心式风机振动烈度的评价，是以轴承处测量振动速度的有效值作为评定依据。对于离心式风机，其试运转的振动限值 (新机或大修后的验收值) 与正常运行时的报警值及跳停值是不同的。根据风机、压缩机、泵安装工程施工及验收规范(GB50275—2010)附录A的规定，对于刚性支承的离心式风机，试运转验收时的振动速度有效值Vrms≤4.6mm/s。而对于正常运行中的离心式风机振动速度有效值的报警值及跳停值，不同的风机，有不同的要求，这时可按设备厂家的规定执行，如本文的窑尾高温风机W6-2×29-46№21.5F，风机轴承振动的报警整定值 (电动机同步转速为1 500r/min) 为，双振幅：144μm，振速：8mm/s;轴承振动的跳停值为：双振幅：198μm，振速：11mm/s。另外，对于大修后的风机，则要求振动值≤4.6mm/s。
3 风机不平衡振动的现场校正实例
3.1 窑头风机Y4-73-3№17D的静平衡校正
风机叶轮外圆直径为Φ1 614，质量为810kg, 12片叶片，叶片为双层结构，叶片外宽395mm，内宽510mm，展开长度445mm。由于篦冷机内的物料颗粒磨蚀性大，风叶磨损严重，入风口靠近后盘的叶片磨损掉近20mm，在宽度方向上磨损区约为200mm。由于不均匀磨损及空心叶片内黏灰，风机振动较大，在转速为900r/min时，非传动端振动达18.4mm/s，只得降低转速运行。停机检修时，本想请外协专业人员修复并做平衡，但费用高达几万元，为此，我们决定自行焊修并做平衡校正。
具体方法：
1) 在进风口处风管上割一个人孔门，人进入其中并把调节门取掉两块，以便维修人员进入叶轮内部施工。
2)把磨尖的叶片修割掉一部分，清理叶片夹层中的积灰。
3)在每一块叶片的磨损区，用 (20×200×5) mm及 (40×200×5) mm的两块钢板，分别搭接在叶片的工作面及非工作面，把两层风叶磨损区的开口封闭，用普通焊条焊好后，再用ZD310耐磨焊条加焊一层耐磨层。
4)焊好后，测量叶轮外圆周长，计算出外圆直径，并在电脑上做30°圆弧样板(最小分度为1°)，然后在叶轮的前盘外圆上准确分度(先按30°分度)。
5)测量不平衡点的位置，顺工作转向(从进风口看为顺时针方向，角度标线也是按顺时针方向)手动回转叶轮，叶轮有回转现象，且叶轮最低点总是停在336°位置上，具有明显的静不平衡特点。
6)配重位置应在336°的对应位置156°(336°-180°=156°)上。在配重位置焊一块(60×60×10) mm约283g的钢板。顺工作转向转动配重后的叶轮，叶轮最低点停在0°(也即360°)位置上。这说明，所加的配重位置与实际位置有差别，应偏向0°位置的对应位置180°上，同时，所加配重偏小。为此，取掉加在156°的钢板，在180°位置上加两块(60×60×10) mm钢板(钢板并排放)，此时，叶轮最低点还是停在0°位置上。再加一块(60×60×10) mm钢板时，转动叶轮，叶轮停的位置不固定。把加配重位置停在水平位置，也未见叶轮转动，静平衡完成。
7)试机时，从低速慢慢加速，振动很小，在950r/min时，最大振动为3.8mm/s, 振动降幅达(18.4-3.8)/18.4=79%，达到大修后的振动幅值要求，平衡工作完成。
这次静平衡校正工作，三次试加重就达到要求，取得了较好的工程效果，叶片修补用时2人3天，静平衡校正用时3人4小时，节省了不少费用，经济效益也不错。
3.2 篦冷机1号风机9-19№7.1D的动平衡校正
风机叶轮外圆直径为Φ780，质量为37kg, 12片叶片，因为此风机长期在2 900r/min的高速下运行，不平衡振动大，地脚螺栓振断。停机检修时，未见静不平衡，只得通过动平衡来消除振动。首先是用标线法找动平衡，效果不理想，又采用更精确的三点解析法进行精找正。
3.2.1 用标线法找动平衡
1)启动风机到工作转速2 900r/min，用磨尖的焊条芯在机壳与轴承座之间的轴段位置缓慢伸入，当焊条尖接触到轴表面时，停止前伸。焊条尖在轴段上留下几条线，同时用手持式测振仪测量风机轴承座的各方向的振动速度(见表1)。
2)停机，测量所画弧线的弧长l=70mm，及弧线所在轴的直径d=75mm。在轴上找出所画弧线的中心点，其对面即为配重位置。
3)计算l/d=70/75=0.93，根据文献[1]的经验，由图1查出加试重的K值，K=283，然后用经验公式近似地求出试加配重W。
式中:
W———试加重质量，g;
D———试加重在叶轮的圆直径，m;
n———风机的公称转速，r/min;
K———系数，根据l/d的比值，由图1查得。
取配重圆直径为0.71m，代入数值得W=137g，取(60×60×4) mm钢板，重约113 g。
4)在配重位置焊一块(60×60×4) mm的钢板，然后开机到工作转速2 900r/min，再次测得最大振动值为6.5mm/s。因该值还是有点大，考虑试加重质量小于计算值，因此，把所加钢板的四周满焊，开机后测得划线弧长170mm，此弧线中心与原弧线中心相差82mm，相当于角度相差125°，而振动值增加到8.2mm/s，比加满焊前的6.5mm/s要大。因角度相差较大及振动值增大，我们决定用更精确的三点解析法[2]进行精找。
3.2.2 用三点解析法精确找正
考虑用标线法找动平衡时，振动幅值下降较多，为此，我们决定保留所配质量，以此时的振动最大值为原始振动值，即V0=8.2，以任意点为试加重的0°，逆时针把配重圆等分为三点，取试验铁块质量M=70.7g，钢板为(60×30×5) mm，把试配块分别加在0°、120°、240°后，得振动值见表1，分别为16.0mm/s、5.9mm/s、11.9mm/s，代入相应公式，求得不平衡点位置θ=-28°，不平衡质量m=60.9，配重质量Mp= (0.70～0.85) m约42.6～51.8g，配重角度θp=180+θ=152°。最后，把(50×30×5) mm约59g的钢板焊在152°上，开机后测得最大振动值为5.3mm/s，基本达到平衡要求。
3.3 高温风机W6-2×29-46№21.5F动平衡仪的校正
采用动平衡仪校正是因为修复磨损叶片后振动量较大，非传动端振动达8.6mm/s，采用单转子单校正面动平衡仪(或称笔记本风机现场动平衡仪)做平衡。
具体方法：
1)把振动传感器安装在非传动端的轴承座上，在非传动端的轴承座与机壳之间的轴上安装反光纸，并安装光电传感器，把光电传感器对准反光纸。
2)用石笔在叶轮上逆风机转向分度并标记0°～360°。
3)打开动平衡仪，看显示是否正常，开启风机到1 100r/min，进行风机原始振动测量，测出振动速度的大小和相位等，如振动速度8.6mm/s，相位角66°，主频18Hz等。
4)停机，在叶轮的外圆上，在任意角度试加重，如试加重120g，相位角30°，同时把试加重向量输入电脑中。
5)开机，按下试重后振动测量按钮，得到试重振动测量数据，如振动速度5.88mm/s，相位178°等。
6)停机，选择粗平衡按钮，电脑显示不平衡量的大小和相位，如35g，相位角45°。
7)取下试加重，在原加重半径及相位角45°上，加试重35g，然后选择平衡后振动测量按钮，得平衡后振动为2.4mm/s，已达到要求。此时，测得传动端水平振动为4.2mm/s，未达到要求。
8)重新把仪器放到传动端，按上述步骤校正传动端。
最后，在转速为1 198r/min时，得传动端水平振动3.1mm/s，非传动端的水平振动为2.6mm/s，前后两端达到修复要求。
4 总结
1) 在做风机平衡校正时，因为需要在叶轮上施工，所以，施工前一定要断掉电源，确保安全。
2) 根据经验，当风机转速小于1 000r/min时，通过静平衡方法校正，一般可达到要求。如静平衡后，振动还大，则采用动平衡方法再校正。而当风机转速大于1 000r/min时，即使存在静不平衡，但如果振动不是特别大，则可直接采用动平衡方法校正;如果振动特别大，则说明失重较严重，存在静不平衡，此时，如果直接采用动平衡方法校正，则在加试验铁块时，可能会因加的试验铁块位置不合适而引起更大的振动，所以，应先进行静平衡校正，但此时的静平衡校正，不必做得过细，当振动变小后，即可固定所加的铁块，然后再做动平衡校正。
3) 风机的平衡校正，最重要的工作是找出不平衡质量的位置及大小。而不平衡点的位置尤其重要，找准了位置，不论是静平衡或是动平衡，校正起来效果都相当明显。
4) 采用静平衡校正时，为消除摩擦力的影响，需把风机与电动机的联轴器连接柱销取掉，并把轴承座内的润滑油放掉一部分，让滚动轴承不受润滑油的影响。
5)采用动平衡校正时，还需要注意以下几点：
(1) 在测量振动值时，要注意风机的转速要前后一致，特别是对于带调速装置的风机来说，这点尤其重要，以免产生误差;
(2) 采用动平衡仪校正时，要注意一个事项，就是仪器不能断电，一旦断电，虽然数据可以保留，但由于重新开启仪器后的参照系不同，以前作的数据没有可比性，所以，必须以重新开机后的振动值及相位角为原始振动值重新配重;
(3) 动平衡校正时，试加重质量及位置对平衡影响较大，所以，加试配重量的大小要合适，加重轻，加重前后的振动变化小，会造成计算不准确;加重大，有可能造成振动过大，损坏设备。而试配重角度不对，也会影响配重的作图或计算结果，所以，一般要求，在做风机动平衡校正时，加重前后的振动幅值变化要达到20%以上，如达不到，则说明试加重质量不合适或试加重位置不合适，要重新调整试加重位置及试加重质量;
(4) 动平衡校正的方法较多，采用动平衡仪校正时，需要专业的人员及检测仪器，费用较高，但可达到较小的振动幅值，效果更好一点;而采用其他现场动平衡方法时，方法简单，费用较少，只需要一个可以测量振动速度或位移的手持式测振仪就可以，工厂的技术人员就可自行完成平衡工作。平衡后，也可把振动降低到控制范围之内，当然，平衡精度比动平衡仪校正时，要稍差一些，尤其是做精度要求高的平衡校正时，越到后面，越难以找到平衡点及配重，所以，平衡校正方法的选用要根据实际生产要求来确定。
6)做风机平衡校正时，不管是静平衡或是动平衡，不管是简单作图方法或是仪器自动计算方法，现场经验丰富，做起来就会减少开停机次数，效果也越好;所以，平衡校正后，要做好总结工作，注意经验的积累。
7)风机的振动不全是不平衡量引起的，因此，当通过平衡校正后，做到一定程度时，平衡精度就难再做下来;所以，在控制风机振动速度的有效值在允用值范围之内的前提下，平衡校正工作就可以结束，而不必达到很高的精度。
参考文献
[1]邵泽波, 王海波.风机维修手册[M].化学工业出版社, 2010, 第一版:248-250.
烧结现场风机平衡 篇4
关键词：锅炉引风机,动平衡调试,三点法
1 引风机产生不平衡的原因分析
1.1 风机叶轮磨损及氧化
锅炉引风机的工作环境中会伴随着大量颗粒粉尘, 粉尘颗粒伴随着高速流动和高温的气体通过引风机的叶轮, 从而使得引风机叶轮在工作中不断的冲刷, 长期如此在叶轮的工作面处形成刀刃状的磨损, 就会产生常见的叶片有薄厚不均匀, 造成风机叶轮的不平衡。另外, 由于高温潮湿的环境会加速风机叶轮的氧化, 氧化是不均匀分布, 导致叶轮不平衡。
1.2 风机叶轮上产生污垢
由于锅炉引风机工作环境潮湿而伴随这大量的粉尘, 而且经过高温气体的作用, 很容易使粉尘被吸附在叶轮的非工作面上, 长期积累会在非工作面上形成比较严重的粉尘结垢, 并且是逐渐的增厚。随着叶轮的得转动, 部分尘垢会因离心力和振动脱漏, 导致叶轮平衡不稳定, 影响风机平衡。
2 锅炉引风机叶轮现场动平衡调试的方法
在实际的维护工作中, 锅炉引风机叶轮平衡调试中常见的方法为三点作图法, 因其操作简单, 外界影响因素小, 因此在实际工作中显得更加有效, 成功率高。下面就简单介绍下三点作图法的具体操作过程:
2.1 三点作图法现场动平衡调试步骤
2.1.1 确定初始最大振幅A0
在风机轴承水平方向上用测振表测得最大初始振幅A0
2.1.2 将刚性转子分为三等分, 别且标记为A、B、C。 (如下图1所示)
2.1.3 确定风机叶轮动平衡试加配重块质量G。
G= (150*ll*G1) / (r1*n/300) 2)
G-试加重量 (g) ;G1-转子重量 (Kg) ;11-原始振幅 (mm) ;r1-试加重量安装半径 (mm) ;n-转子转速 (r/min)
注:在加配重时焊条重量也应计算在内。
2.1.4 分别将试加配重块依次加于A、B、C点上, 然后依次启动风机到
工作速率, 并在风机轴承水平方向上同一处, 用测振表分别测得A、B、C处最大初始振幅A1、A2、A3。
注:分别在A、B、C上加上试重铁块, 并且必须将上一次的加重铁块取掉。
2.1.5 做比例圆, 向量图。
(1) 以A为圆心, 以A1为半径画圆; (2) 以B为圆心, 以A2为半径画圆; (3) 以C为圆心, 以A3为半径画圆; (4) 圆A1和圆A2交于a, 圆A1和圆A3交于b, 圆A2和圆A3交于c (见图2) ; (5) 连接a、b、c三点, 并作△abc的外接圆 (见图3) , 其圆心为O1; (6) 连接OO1, 测得OB与OO1的夹角为W0。
2.1.6 平衡质量和平衡位置的确定。
平衡质量m=Gl1/OO1
平衡位置确定:在叶轮上, 由B点向C点移动W0
2.1.7
加完加配重块快以后, 用测振表测试, 是否符合标准。
3 实例分析
西安化工厂35吨/h链条锅炉为本厂最大的一台出力锅炉, 担负着全厂的生产及生活用汽。该台锅炉的引风机与电机采用弹性联轴器连接, 输送介质为烟气, 型号为Y4-73离心式风机, 机号NO20, 传动方式D, 主要由叶轮、机壳、进口、调节门及联轴器组成。其中, 叶轮是产生风压和传递能量的主要做功部件。
引风机机壳采用普通钢板祖对焊接制作而成, 叶轮重量826Kg, 风机控制参数:转速730r/min, 流量为160800m3/h, 全压2039Pa, 电机功率132Kw。叶轮直径2300mm。
在引风机叶轮边缘 (距边缘3cm) 均匀地钻三个φ12孔, 编A、B、C做好标记, (用M10螺栓固定配重块) 。
启动风机后, 用测振仪器在靠近风机端轴承箱上下箱连接处、联轴器靠近轴承箱端、电机靠近联轴器端、电机远离联轴器端分别选四个点并编成1#、2#、3#、4#做好标记, 分别测试振幅, 测得的四个点振幅分别为0.12mm、0.11mm、0.105mm、0.09mm, 选取靠近风机端的轴承箱上下箱连接处测得的风机振幅 (为0.12mm) , 按经验公式计算后需试加配重为218g。
实际制作配重块时要考虑减去紧固螺栓的重量。将配重块按叶轮边缘加工好的三个φ12孔按已编好的A、B、C, 分三次固定在叶轮边, 每固定一次, 安装好机壳, 启动风机后测试一次风机振幅, 只在靠近叶轮端轴承箱上盖处测试并记录。三次测试后, 分别测得风机振幅为0.18mm、0.17mm、0.19mm。对所测得的三次振幅以轴心处为原点按振幅大小画出矢量图, 计算合成矢量, 矢量合成采用平面坐标法计算, 结果为001=0.0173mm。
平衡质量m=Gl1/001=218×0.12/0.0173=151.66 (g)
合成矢量的指向端即为产生叶轮转动不平衡的最重点, 需要在合成矢量反向端加配重块 (配重块重心距边缘3cm) , 采用焊接方法加固, 配重块重量要减去所加焊条重量, 配重块焊后重量与试加配重相同。
加好配重重量, 安装好机壳, 然后再次启动风机, 在靠近叶轮端轴承箱上盖处、联轴器靠近轴承箱端、电机靠近联轴器端、电机远离联轴器端分别选四个点在进行测试, 对应已编好的标记1#、2#、3#、4#测得振幅分别为, 试验结果表明风机振动缺陷基本得以消除。
4 注意事项
在实际应用中, 三点作图法做动平衡的方法相对于动平衡仪、画线法、两点法等方法, 更容易理解, 做法简单, 且可有效地降低风机振动值, 消除设备故障, 较为实用;虽然在都能完成动平衡的情况下, 三点作图法的精度不如动平衡仪, 但是在转速低于1500r/min的风机动平衡应用上精度已经足够了。三点作图法在排粉风机动平衡中能成功应用, 可举一反三, 在其它风机发生叶轮动不平衡引起振动大时也同样可以使用这种方法来消除振动故障。
三点作图法找动平衡时, 须注意以下事项: (1) 按叶轮编号时不得将次序打乱, 且编号不应被抹掉, 最好是逆着风机转向编号, 编号可写在不容易磨损的叶轮后盘表面上, 以防试运后被煤粉冲刷掉; (2) 用焊条贴焊平衡配重块时, 应该焊在磨损不严重的叶轮后盘表面上, 以防止平衡块在磨损后造成振动加大; (3) 试加重块后分别测得的3次振动值, 都必须是在同一轴承座的同一方向上, 并要求数据是最大振动时的稳定值; (4) 做动平衡时, 应尽量防止受周围振动的影响, 可采用紧固地脚螺栓等方法; (5) 因每次试运都须拆、装蜗壳人孔, 为了节省时间, 试运时蜗壳人孔只需上紧四个角的螺栓即可, 不需安装石棉绳, 以便拆卸; (6) 由于风机叶轮不平衡一般是表现在轴承的水平方向上的振动, 所以通常只需测出轴承的水平方向上的振动幅值便可做动平衡。
5 结束语
西安化工厂35吨/h链条锅炉为本厂最大的一台出力锅炉, 担负着全厂的生产及生活用汽。在本厂生产停车大检修过程中, 作为一名设备技术人员, 初次遇到了需要现场进行大流量风机叶轮平衡调试的问题, 通过个人思考以及借助经验公式, 成功完成了叶轮动平衡试验, 感悟颇深。个人认为, 就工厂锅炉大直径离心式风机的维护检修而言, 值得推广应用
参考文献
[1]乔文生, 孙晓波.利用现场动平衡技术提高企业设备维修效率[J].风机技术, 2002 (2) .