您现在的位置:>首页 -> 技术应用
风机现场动平衡技术现场的应用

1 前言


  某钢铁厂烧结厂现有3台105m2烧结机、3台265m2烧结机和2座8m2竖炉,其中主抽风机9台,各类鼓风机和除尘风机数台。由于风机转子的材质不均匀,制造、加工和安装误差,以及运行条件发生变化、转子结垢、磨损等原因,不可避免存在质量偏心,引起转子的不平衡而产生振动。机组振动是十分复杂的问题,其原因也是多方面的,但主要还是与转子本身的不平衡有关。据统计,约有60%~70%的振动故障是由于转子本身的质量不平衡引起的。现场动平衡是在实际状态下进行的,转子的工作转速与其它的各种因素均较符合实际情况,这样可补充平衡机的不足,而且现场动平衡无需拆卸转子,方便快捷,对减少停产损失和检修费用具有平衡机难以比拟的优势。


2 风机常用的平衡方法[1]


  风机常用的平衡方法主要有:(1)专用平衡机平衡。该法需要专用平衡机,并要将转子从现场卸下,运输吊装到平衡机上,这种方法使用于制造厂。工矿企业若使用这种方法,则工作量大,费时多,影响生产,经济上不合算。(2)三点平衡法。该法于现场进行,在转子的圆周上选三点分别试加重,用测振仪分次测出振动状态,按比例作图求出不平衡量的相位与大小。根据应用情况,此方法平衡的精度不很理想。(3)闪频法平衡。该法使用闪频测振仪在现场进行平衡,可达到很高的精度。(4)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,也是常用的一种方法。


3 影响系数法的局限性


  一般情况下,影响系数是通过实验(或试验)获取的,在影响系数已经求得的情况下,如果再碰到相同的平衡问题,可以直接将这些影响系数拿来计算平衡配重,实现无试重平衡。然而平衡效果的好坏取决于所获得的影响系数的优劣,平衡工作实践也证实了这一点。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。因此影响系数法确定试加重量的方向也有较大误差和局限性。由大量的现场动平衡经验证明,使用机械振动滞后角确定转子不平衡方向,是较为可靠和通用的一种方法。


4 机械振动滞后角的确定


  机械滞后角就是偏心质量与振动高点之间的夹角。在振动领域内,相位可以看作振动信号上某一点,与振动信号频率相同的基准信号或转子某一点之间的关系。这个关系在振动相位测量中都是把振动的一个周期分成360等分(度),它们之间的导前或滞后关系直接用角度表示。当转子上标记位置一定,即脉冲信号的脉冲位置不变,振动相位ψ只与振动信号起始相位有关。振动信号起始相位与转子上不平衡方向、振动传感器位置、机械滞后角φ有关。而在一台具体的机组上,转速一定时,机械滞后角φ一定,因此当转速和振动传感器位置一定时,振动相位的变化,即表示转子上不平衡方向的变化,它们具体的关系如图1所示。平衡重量的位置为:α=ψ测+φ+180°

  式中 α—失重点的真实相位;ψ测—测得振动相位;φ—机械振动滞后角。


  通过对积累的资料与数据进行整理分析,总结出风机和电动机转子一次加重的重要参数,即机械振动滞后角、风机和电动机转子每10μm应加的配重量(见表1)。⊥、—、⊙分别表示垂直方向、水平方向、轴向。

1 动平衡参数

方向

机械振动滞后角/°

风机每10μm
应加配重量/

电动机每10 μm
应加配重量/

40

0.05

0.08

  由表1可知,在风机停机之前测得各轴瓦原始不平衡振动参数,可立刻找出风机和电动机转子不平衡质量的相位与大小,这样只要开停机一次就能完成现场平衡工作。


5 现场动平衡


5.1 风机单面动平衡

  采用一次加重,对2#105m2的主抽风机进行现场动平衡。在风机停机前,用动平衡仪测得风机各轴瓦原始振动幅值和相位,如表2所示。

2 风机轴瓦原始振动幅值和相位

/μm

  /°

3

16

66

14

330

140

320

4

7

33

16

320

145

310

  从表2结果看,3#轴瓦与4#轴瓦的垂直与水平振动相位基本相同,因此是典型的动不平衡,振动是可以平衡下来的。根据现场经验,只要计算垂直方向的相位就完全能满足动平衡的要求。则风机动平衡所需加的平衡重量位置为:

  α⊥=(330°+320°)/2+180°+40°=545°,即185°

  测得风机最大幅值为66μm,考虑到焊条重量,实际按60μm计算,则应加平衡重量为:

  60×0.05=0.30(kg)

  根据计算结果,确定出风机转子应加重量的大小和位置为0.30kg、∠185°。启动风机后,测得风机各轴瓦振动幅值和相位如表3所示。

3 风机加重后轴瓦振动幅值和相位

/μm

  /°

3

7

15

6

340

145

325

4

4

11

6.5

330

150

320

  根据SJ9500-11型风机振动标准,30μm为优,60μm为良,90μm为可,因此所测振动数据均在优秀范围之内。

5.2 电动机双面动平衡

  采用一次加重对1#风机进行现场平衡,用动平衡仪测得电动机各轴瓦原始振动幅值和相位,见表4。

4 电动机轴瓦原始振动幅值和相位

/μm

  /°

1

19

62

20

260

30

280

2

16

33

18

270

35

275

  则需加的平衡重量位置为:α⊥=(260°+270°)/2+180°+40°=485°,即125°

  由于电动机转子在120°位置有加重位置(由螺栓固定),因此确定加重位置为120°。测得电动机最大幅值为62μm,则应加平衡重量为:62×0.08=0.496(kg)

  根据计算结果,确定电动机转子应加重量的大小和位置为0.496㎏、∠125°。启动电动机后,测得各轴瓦振动幅值和相位,如表5所示。

5 电动机加重后轴瓦振动幅值和相位

/μm

  /°

1

3

13

2.5

180

10

325

2

2

10

2

180

350

320

 根据电动机振动标准,所测振动数据都在优秀范围之内,证明动平衡是成功的。


6 结 语


  通过总结动平衡规律,两台风机和电动机采用一次加重找平衡的方法,现场动平衡一次成功的准确率达到了95%以上,提高了风机轴瓦及电动机使用寿命,并具有良好的经济效益。

  风机动平衡的效益:(1)一次加重平衡风机转子,减少了大型风机的开停机次数,提高了风机轴瓦和电动机的使用寿命,减少了对电网的冲击。(2)而采用一次加重法做动平衡,整个过程只需2h,由于风机转子磨损较快,平均90天进行一次动平衡,两台烧结机每年可减少停机时间32h,每小时生产烧结矿150t,每吨烧结矿效益按50元计算,则年增效益为24万元。

  电动机动平衡的效益:(1)避免了电动机转子到厂家做动平衡,不仅减少了大量的外委费用,而且降低了职工的劳动强度。(2)采用一次加重对电动机转子做双面动平衡,只需3h,较其它方法可减少时间9h,每年做一次,两台电动机可减少停机时间18h,则年取得效益为13.5万元。


[上一篇] 各种机组振动监测参数(汽轮..
Copyright@www.zngdzb.com all rights reserved苏ICP备09070314号-1
南京中仪电子科技有限公司
南京中大趋势测控设备有限公司
【 后台管理 】
联系我们
南京玄武区珠江路88号
新世界中心B座2007室
电话:025-84704418