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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:

风机动平衡振动怎么办?风机动平衡问题以及解决办法(1)

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:

风机动平衡振动怎么办?风机动平衡问题以及解决办法(2)

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:

风机动平衡振动怎么办?风机动平衡问题以及解决办法(3)

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:

风机动平衡振动怎么办?风机动平衡问题以及解决办法(4)

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:

风机动平衡振动怎么办?风机动平衡问题以及解决办法(5)

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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