風機，電機振動檢測與分析

來源：上海東太傳感科技有限公司 2013年03月01日 10:04

綜述

風機轉(zhuǎn)子的材質(zhì)不均勻，制造、加工和安裝誤差，以及運行條件發(fā)生變化、轉(zhuǎn)子結(jié)垢、磨損等原因，不可避免存在質(zhì)量偏心，引起轉(zhuǎn)子的不平衡而產(chǎn)生振動。機組振動是十分復(fù)雜的問題，其原因也是多方面的，但主要還是與轉(zhuǎn)子本身的不平衡有關(guān)。據(jù)統(tǒng)計，約有60%~70%的振動故障是由于轉(zhuǎn)子本身的質(zhì)量不平衡引起的?，F(xiàn)場動平衡是在實際狀態(tài)下進行的，轉(zhuǎn)子的工作轉(zhuǎn)速與其它的各種因素均較符合實際情況，這樣可補充平衡機的不足，而且現(xiàn)場動平衡無需拆卸轉(zhuǎn)子，方便快捷，對減少停產(chǎn)損失和檢修費用具有平衡機*的優(yōu)勢。

一，風機常用的平衡方法

　　風機常用的平衡方法主要有：（1）平衡機平衡。該法需要平衡機，并要將轉(zhuǎn)子從現(xiàn)場卸下，運輸?shù)跹b到平衡機上，這種方法使用于制造廠。工礦企業(yè)若使用這種方法，則工作量大，費時多，影響生產(chǎn)，經(jīng)濟上不合算。（2）三點平衡法。該法于現(xiàn)場進行，在轉(zhuǎn)子的圓周上選三點分別試加重，用振動監(jiān)控儀分次測出振動狀態(tài)，按比例作圖求出不平衡量的相位與大小。根據(jù)應(yīng)用情況，此方法平衡的精度不很理想。（3）閃頻法平衡。該法使用閃頻測振儀在現(xiàn)場進行平衡，可達到很高的精度。（4）影響系數(shù)法。該法不必將轉(zhuǎn)子從機器上拆卸下來，在現(xiàn)場就可進行平衡，這是一種快速、、高精度的現(xiàn)場平衡法，也是常用的一種方法。

二， 影響系數(shù)法的局限性

　　一般情況下，影響系數(shù)是通過實驗（或試驗）獲取的，在影響系數(shù)已經(jīng)求得的情況下，如果再碰到相同的平衡問題，可以直接將這些影響系數(shù)拿來計算平衡配重，實現(xiàn)無試重平衡。然而平衡效果的好壞取決于所獲得的影響系數(shù)的優(yōu)劣，平衡工作實踐也證實了這一點。有的影響系數(shù)直接使用后平衡效果很好，而另一些影響系數(shù)直接使用后平衡效果不甚理想，這是因為影響系數(shù)本身受到平衡實驗過程的影響，比如試重大小和加裝位置的不同，都會導(dǎo)致所得到的影響系數(shù)在品質(zhì)和質(zhì)量上存在差異。因此影響系數(shù)法確定試加重量的方向也有較大誤差和局限性。由大量的現(xiàn)場動平衡經(jīng)驗證明，使用機械振動滯后角確定轉(zhuǎn)子不平衡方向，是較為可靠和通用的一種方法。

三，機械振動滯后角的確定

　　機械滯后角就是偏心質(zhì)量與振動高點之間的夾角。在振動領(lǐng)域內(nèi)，相位可以看作振動信號上某一點，與振動信號頻率相同的基準信號或轉(zhuǎn)子某一點之間的關(guān)系。這個關(guān)系在振動相位測量中都是把振動的一個周期分成360等分（度），它們之間的導(dǎo)前或滯后關(guān)系直接用角度表示。當轉(zhuǎn)子上標記位置一定，即脈沖信號的脈沖位置不變，振動相位ψ只與振動信號起始相位有關(guān)。振動信號起始相位與轉(zhuǎn)子上不平衡方向、振動傳感器位置、機械滯后角φ有關(guān)。而在一臺具體的機組上，轉(zhuǎn)速一定時，機械滯后角φ一定，因此當轉(zhuǎn)速和振動傳感器位置一定時，振動相位的變化，即表示轉(zhuǎn)子上不平衡方向的變化，它們具體的關(guān)系如圖1所示。平衡重量的位置為：α=ψ測+φ+180°
　　式中 α—失重點的真實相位；ψ測—測得振動相位；φ—機械振動滯后角。 http://365sensor.com/

P 風機振動高點 Q 風機不平衡的位置 T 風機加平衡配重的位置

　　通過對積累的資料與數(shù)據(jù)進行整理分析，總結(jié)出風機和電動機轉(zhuǎn)子一次加重的重要參數(shù)，即機械振動滯后角、風機和電動機轉(zhuǎn)子每10μm應(yīng)加的配重量（見表1）。⊥、—、⊙分別表示垂直方向、水平方向、軸向。

表1 動平衡參數(shù)

方向	機械振動滯后角/（°）	風機每10μm 應(yīng)加配重量/㎏	電動機每10 μm 應(yīng)加配重量/㎏
⊥	40	0.05	0.08

　　由表1可知，在風機停機之前測得各軸瓦原始不平衡振動參數(shù)，可立刻找出風機和電動機轉(zhuǎn)子不平衡質(zhì)量的相位與大小，這樣只要開停機一次就能完成現(xiàn)場平衡工作。

四， 現(xiàn)場動平衡

4.1 風機單面動平衡
　　采用一次加重，對2^#105m²的主抽風機進行現(xiàn)場動平衡。在風機停機前，用動平衡儀測得風機各軸瓦原始振動幅值和相位，如表2所示。

表2 風機軸瓦原始振動幅值和相位

軸瓦	振幅/μm			相位/（°）
軸瓦	⊥	—	⊙	⊥	—	⊙
3^＃	16	66	14	330	140	320
4^＃	7	33	16	320	145	310

　　從表2結(jié)果看，3^#軸瓦與4^#軸瓦的垂直與水平振動相位基本相同，因此是典型的動不平衡，風機振動是可以平衡下來的。根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗，只要計算垂直方向的相位就完滿足動平衡的要求。則風機動平衡所需加的平衡重量位置為：
　　α⊥=（330°+320°）/2+180°+40°=545°，即185°
　　測得風機zui大幅值為66μm，考慮到焊條重量，實際按60μm計算，則應(yīng)加平衡重量為：
　　60×0.05=0.30（kg）
　　根據(jù)計算結(jié)果，確定出風機轉(zhuǎn)子應(yīng)加重量的大小和位置為0.30kg、∠185°。啟動風機后，測得風機各軸瓦振動幅值和相位如表3所示。

表3 風機加重后軸瓦振動幅值和相位

軸瓦	振幅/μm			相位/（°）
軸瓦	⊥	—	⊙	⊥	—	⊙
3^＃	7	15	6	340	145	325
4^＃	4	11	6.5	330	150	320

　　根據(jù)SJ9500-11型風機振動標準，30μm為優(yōu)，60μm為良，90μm為可，因此所測振動數(shù)據(jù)均在范圍之內(nèi)。
5.2 電動機雙面動平衡
　　采用一次加重對1^#風機進行現(xiàn)場平衡，用動平衡儀測得電動機各軸瓦原始振動幅值和相位，見表4。

表4 電動機軸瓦原始振動幅值和相位

軸瓦	振幅/μm			相位/（°）
軸瓦	⊥	—	⊙	⊥	—	⊙
1^＃	19	62	20	260	30	280
2^＃	16	33	18	270	35	275

　　則需加的平衡重量位置為：α⊥=（260°+270°）/2+180°+40°=485°，即125°
　　由于電動機轉(zhuǎn)子在120°位置有加重位置（由螺栓固定），因此確定加重位置為120°。測得電動機zui大幅值為62μm，則應(yīng)加平衡重量為：62×0.08=0.496（kg）
　　根據(jù)計算結(jié)果，確定電動機轉(zhuǎn)子應(yīng)加重量的大小和位置為0.496㎏、∠125°。啟動電動機后，測得各軸瓦振動幅值和相位，如表5所示。

表5 電動機加重后軸瓦振動幅值和相位

軸瓦	振幅/μm			相位/（°）
軸瓦	⊥	—	⊙	⊥	—	⊙
1^＃	3	13	2.5	180	10	325
2^＃	2	10	2	180	350	320

　　根據(jù)電動機振動標準，所測振動數(shù)據(jù)都在范圍之內(nèi)，證明動平衡是成功的。

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