风机动平衡振动怎么办?风机动平衡问题以及解决办法
风机动平衡振动怎么办?风机动平衡问题以及解决办法零件变形:比如主轴长期放置导致的弯曲;加工件产生永久变形; 转子紧固件的松动 设计与制造误差:比如零部件设计的不对称;铸件或者锻件有不加工的表面;主轴上的键槽;零部件的加工误差;装配件的间隙;焊缝不均匀等等。 材料的缺陷:比如铸件有气孔;材料密度不均匀;材料厚度不一致等。 加工与装配误差:批量生产的零件尺寸不一致;如装配件的间隙等。
风机是大型的旋转机械,振动是风机设备运行是否正常的一个主要指标。振动如果超过相关标准的要求,就说明风机工作是不正常的,需要查找原因并消除安全隐患。
风机振动大的最常见的原因是由于动平衡出现问题造成的,下面就简单介绍一下风机动平衡的原理以及解决办法。
1 不平衡的产生
如果风机转子的质心与旋转中心不重合,就会产生不平衡力,破坏原来的动平衡状态,可能的原因包括:
设计与制造误差:比如零部件设计的不对称;铸件或者锻件有不加工的表面;主轴上的键槽;零部件的加工误差;装配件的间隙;焊缝不均匀等等。
材料的缺陷:比如铸件有气孔;材料密度不均匀;材料厚度不一致等。
加工与装配误差:批量生产的零件尺寸不一致;如装配件的间隙等。
转子紧固件的松动
零件变形:比如主轴长期放置导致的弯曲;加工件产生永久变形;
转子的积灰
转子的磨损或者腐蚀等
转子裂纹等。
如果由于上面的原因造成转子不平衡量的产生,就会引起设备的振动增加,就需要对转子重新做平衡。
2 动平衡问题的判断依据
由于转子不平衡而引起的振动主要有以下特征:
振动频率主要在一倍频
振动稳定,相位稳定
振动对负荷不敏感
振动随转速的增加而增大
径向振动大
由于转子动平衡造成的振动大的典型频谱见下图:
3 转子平衡的原理
转子的平衡分静平衡和动平衡。
静平衡:在转子一个校正面上进行校正平衡,转子校正后的剩残余不平衡量在静态时小于许用不平衡量,静平衡又称单面平衡。
动平衡:在转子两个校正面上同时进行校正平衡,转子校正后的剩残余不平衡量在动态时小于许用不平衡量,动平衡又称双面平衡。
那么如何选择转子的平衡方式呢?
选择平衡方式的原则:只要满足于转子平衡后用途需要的前提下,能做静平衡的,则不要做动平衡,原因很简单,静平衡要比动平衡容易做,省功、省力、省费用。
对于风机,其转子平衡可以根据标准JB/9101-2014进行,其规定采用静平衡的条件是:
a)当最高工作转速低于1500rpm,叶轮宽度与叶轮直径比值小于或等于0.2时;
b)当最高工作转速高于1500rpm,叶轮宽度与叶轮直径比值小于或等于0.1时;
c)静平衡设备可以满足所要求的转子平衡等级的时候。
不符合上面要求的要做动平衡。
但通常,风机的平衡一般都采用动平衡。
4 平衡精度等级
通常,不同的转子由于用途不同,要求的平衡精度也不同,这不仅要考虑技术可行性,另外还要考虑经济性,因此要根据机械设备的型式、转速、经验等来选取合适的平衡精度等级。
平衡精度等级一般用G来表示,它是由转子质量偏心距e与转子的工作角速度ω之积来表示,见下面公式:
G的单位为,如果把角速度换成转速 n,那么G 的计算公式如下:
式中:
G:平衡精度等级,mm/s
e: 质量偏心距,?m
ω:角速度,rad/s
n:转速,rpm
平衡精度等级代表转子做平衡的精度要求,精度等级之间的公比为2.5,有以下等级:G4000、G1600、G630、G250、G100、 G40、G16、G6.3、G2.5、G1、G0.4。
平衡精度等级的数字越小,平衡精度越高,其残余不平衡量越小。
通常,风机的平衡精度等级一般选择G6.3或者G2.5。
5 残余不平衡量
转子在完成平衡后,要核算残余不平衡量是否小于许用不平衡量,许用不平衡量按下式计算:
式中:
U:许用残余不平衡量,g.mm
m: 转子质量,kg
那么,在做转子平衡的时候,校正的平衡量等于上面计算的许用不平衡量,即:
式中:
mi:校正质量,g
ri: 矫正半径,mm
根据上面的残余不平衡量,就可以根据平衡块的位置来确定需要加装平衡块的大小了。
6 动平衡问题的解决办法
由于动平衡问题引起的振动大的问题,需要根据造成动平衡问题的原因
采取相应的措施,主要见下面的办法:
对于制造造成的动不平衡,通常秩序做动平衡就可以了。
清理叶片的积灰
修复过度磨损的叶片
紧固松动的零件
风机停运期间,定期盘车
大多数情况,重新做现场动平衡是降低振动的最有效的办法。
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