动平衡仪器应用案例

风机在线动平衡
摘要：旋转机器的旋转部件由于质量偏心等原因造成动不平衡，引发机器高振动，会对机器造成损坏。对其作在线动平衡可很好的纠正动不平衡问题，减小振动。本文以某风机的在线动平衡为例子，突显在线动平衡的优势。
总述
鼓风机是工厂等场合排风系统的心脏部分，而由于动不平衡引发的振动会对风机造成损坏。要减少此振动，必须对风机作动平衡，通常动平衡方式采用在线动平衡。
一. 动平衡产生的原因
机器的旋转部分，如风机的叶轮、电机转子、水泵叶轮等，由于材质不均或毛坯缺陷、加工及装配中产生误差，甚至设计时就具有非对称的几何形状等多种因素，旋转机件在旋转时，其上每个微小质点产生的离心惯性力不能相互抵消，离心惯性力通过轴承作用到机械及其基础上，引起振动，产生了噪音，加速轴承磨损，缩短机械寿命，严重时能造成破坏性事故。
为此，必须对旋转机件进行平衡，使其达到允许的平衡精度等级，或将因此产生的机械振动幅度降到允许的范围内。目前，动平衡多采用在线动平衡。在线动平衡是免去对转子的拆卸，不在动平衡机上做动平衡，直接在原工况上对转子校正，避免拆装、工况不同的影响因素。
 
二.在线动平衡的优点
1.  平衡转速与工作转速一致，平衡精度好，效率高。
2.  转子无须拆卸，停机时间短，平衡速度快，将因停机造成的损失降到最少。
3.  在线动平衡直接在机器上进行，不需动平衡机，只需要一台动平衡仪器，节约成本。
4.  在线动平衡是转子在实际工况下进行，避免拆卸、再装配过程的影响，平衡转速为工作转速，使转子获得较高的平衡精度。
 
三.风机在线动平衡案例
综元量测STM是广州奥普士光电有限公司属下的部门，销售专业的振动测量仪器----美国Benstone品牌的振动系列仪器，提供专业的在线动平衡服务，联系方法：020-39922256，Email：info@stately-stm.com，或者请登陆网站：www.stately-stm.com。
以下是以一风机在线动平衡为例子介绍在线动平衡。
1.风机概况
风机为户外离心式引风机，电机通过联轴器驱动叶轮。电机转速980转/分，风机的一倍频为16.5Hz。由于风机振动异常，通过频谱分析发现风机存在动平衡问题，需对风机做动平衡校正。
动平衡前打开风机检查，发现叶轮有灰尘结垢。措施：清除叶轮灰垢。

  

2.风机频谱分析及动平衡校正
用STM综元量测的仪器Fieldpaq频谱&动平衡仪测量风机，选择近叶轮处的轴承为测点，做该风机的频谱分析。



2.1校正前频谱分析
风机转速：980RPM，风机的一倍频为16.3Hz
用Fieldpaq频谱&动平衡仪测得垂直方向的频谱如下示：

 
 

频谱分析：
    由频谱图可见，A处的频率为16.25Hz，振动值为7.596mm/s，振动总量为8.681mm/s，A为风机的一倍频，一倍频的振动所占比重大，结合频谱分析故障，可以判断风机存在动平衡问题，由动平衡引发机器振动。要减小该振动，必须对风机作动平衡校正。
 
2.2在线动平衡校正
该风机存在动平衡问题，对风机进行校正。校正过程：
 
 

	加重质量（g）	角度
试重	50.6	∠0°
A	113.41	∠176.2°
B	9.869	∠159.2°

 
 
 
 
校正过程：
 
利用影响系数法
A.在叶轮一处试加配重块50.6克，以此位置为零度参考点，对试重块采取移除处理。
 
B.第一次加配重113.41克，角度为176.2°。
 
C.经过第一次加重后，Fieldpaq频谱&动平衡仪的动平衡软件提示第二次加重9.869克，159.2°处。由于振动已减小到符合要求，该配重未加。
 
2.3校正后频谱分析

 

 
 
频谱分析：
    由频谱图可见，A处的频率为16.25Hz，振动值为0.9402mm/s，振动总量为3.09mm/s，A为风机的一倍频，一倍频的振动所占比例小，机器的动平衡问题已不是机器故障的主要诱因。在线动平衡已校正了叶轮的动不平衡问题。
 
 
 
 
 
3.在线动平衡前后振动比较:
 
经过校正，风机的振动量有大幅减少。

校正前后风机振动量比较

 

 

 

	振动总量mm/s	一倍频振动值mm/s
校正前	8.681	7.596
校正后	3.09	0.9402

 
 
 
  

利用Fieldpaq频谱&动平衡仪先对风机进行频谱分析，确认其为动平衡故障后进行在线动平衡校正，可以高精度、高效率的平衡叶轮。在线动平衡可以精确、简便的平衡转子，是动平衡校正的实用方法。