干熄焦风机质量不平衡的诊断方法及现场动平衡过程详解

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风机现场动平衡的步骤：
一、通过振动检测，确认问题
首先，通过现场动平衡仪的频谱分析功能进行分析，确定风机叶轮的问题是否为动平衡问题。
1、振动特征
（1）振动频率。不平衡振动的频率成分单一而明朗，即转子的基频。即：F=N/60         （1——1）
式中F---转子基频（HZ）
      N--转子转速（r/min）
如手中没有频谱分析仪，也可以用简易测振仪测量振动速度有效值和位移峰峰值进行简单估算。
F≈450V/X   （1——2）        
式中V---振动速度有效（1——2）值（mm/s）
      X--位移峰峰值（μm）
如果（1——2）的计算结果与 （1——1）相近，表明振动以基频或工频为主。
（2）振动幅值随转速的升高而升高，随转速的降低而降低，有较好的跟随性。
（3）在转速一定时振幅和相位的稳定的。
（4）水平和垂直相位读数正常差值在60-120°。
（5）刚度不够、共振等也会产生上述某些特征，比如以工频振动为主，因此须仔细甄别，排除分析。

二、在确认风机叶轮的问题是动平衡问题后，开始用动平衡仪的动平衡功能进行现场动平衡校正（此以单面动平衡为例）。其具体步骤如下：
安装仪器
在风机设备停机的状态下，在转动部位上贴上一小块反光贴纸（约为1cm2）；
将振动传感器吸在电机轴承部位，相位计传感器架于磁性座之上，使其激光打到反光贴纸上。安装示意图如下：

三、进行动平衡校正
确认仪器安装好之后，开启风机，在风机达到正常工作转速之后，进入动平衡仪的动平衡功能界面，点击试运行功能后，按确定键开始进行测量风机叶轮的初始振动值以及相位。待数据稳定后进行保存并使风机停机。

四、动平衡过程
转子进行动平衡时，添加试重很重要，试重引起的振动幅值变化必须超过30%或相位变化超过30度。这样才能满足要求。问题是，在转子的什么位置添加试重？如果你碰巧放在重点的附近，不平衡振值会变的更大。答案就是在重点的反方向添加试重。但是重点在哪里？
如果你对循环风机进行动平衡，使用振动位移，振动传感器和光电传感器放置在同一方向上，你只需要看相位角，它会告诉你重点所在。由于机械滞后角（重点和由传感器检测到波形峰值之间的延迟）存在，精度可能不够准确。如果你在相位角的反向添加试重，在第一次试车时，你肯定会减小振动幅值。
（一）试加重量角度的确定
1、将键相探头对准转子上的键槽
2、确定高点H
在键相探头对准转子上的键槽后，以测振传感器的位置为起点，逆转向转动α角（α为仪器测出的相位角），对应转子上的点即为高点。
3、确定重点I
以高点H为起点，顺转向转动φ角（φ为滞后角，风机为刚性转子，滞后角一般在0-10°左右），所对应转子上的一点即为重点。
4、确定试加位置W
重点I的相反方向即为试加质量W的位置。

图2  确定试加质量角度

由此可推导处试加质量的角度公式：
β=α+γ-φ+180
β---试加质量角度
γ---测振传感器与键相传感器的夹角(以键相器为起点,逆转向度量)
α---仪器测出的相位角
φ---滞后角
试加质量角度β是指以键槽为起点,逆转向转动到W的角度.
算例分析:
假设某干熄焦循环风机轴承座振动为150∠50°,按刚性转子选取滞后角为10°,键相传感器与振动传感器布置如下图所示,则测振传感器与键相传感器的夹角135°.

图3 测振传感器与键相传感器的相对位置

则试加质量角度为β=50+135-10+180=355°
也就是说试加质量的角度是以反光纸为起点,逆转向355°.
（二）试加重量大小的确定
试加质量的大小可以由同型转子的设备进行估算或根据公式大概计算,假设同类型转子影响系数为200微米/kg,则试加质量应该为750∠355°。
（三）通过平衡计算，获取应加重量
加上试加重量开机后测得振动，即可用影响系数法进行动平衡计算。影响系数K=（A1-A0）/P,其中A1、A0分别为加上试加重量后以及未加试加重量的原始振动，P为试加重量。
应加重量G=-A0/K
一般此计算由计算机软件完成也可进行人工计算，人工计算分为图解法和矢量运算，但图解法和矢量运算都耽误时间。通过计算机程序计算则较为简单，如上述案例试加后的振动为80∠100°，某振动仪器公司编写的手机APP计算小程序进行计算，则可以得出应加重量为517∠77。

当然矢量运算也不是很复杂，以上述数据进行矢量运算。
1、求影响系数
K=（A1-A0）/P=(80∠100°-150∠50°)/0.75∠355°=154∠203°
2、建立平衡方程
154∠203°×G+80∠100°=0
3、解方程
G=-80∠100°/154∠203°=-0.519∠-103=0.519∠77
这就是干熄焦循环风机现场动平衡的整个过程，关键点是要知道如何获取试加质量的大小和角度。