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风机动平衡问题以及解决办法

信息来源:发布时间:2021-05-08阅读:1819

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=eω/1000
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:
g=en/9550
式中:
g:平衡精度等级,mm/s
e: 质量偏心距,µm
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:
u=em
式中:
u: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用不平衡量,即:
u=miri
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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