呂旭華 來(lái)國(guó)榮

【摘 要】風(fēng)機(jī)振動(dòng)值是風(fēng)機(jī)的重要安全參數(shù)之一，影響風(fēng)機(jī)振動(dòng)最主要因素就是風(fēng)機(jī)軸的動(dòng)平衡。本文通過(guò)運(yùn)用三點(diǎn)法對(duì)風(fēng)機(jī)找平衡試驗(yàn)，在解決風(fēng)機(jī)振動(dòng)問(wèn)題的同時(shí)并對(duì)三點(diǎn)法進(jìn)行了驗(yàn)證，為現(xiàn)場(chǎng)找平衡提供了一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)用的方法。

【關(guān)鍵詞】振動(dòng)；動(dòng)平衡；三點(diǎn)法

1.前言

在風(fēng)機(jī)的運(yùn)行或調(diào)試過(guò)程中，風(fēng)機(jī)的葉輪由于運(yùn)輸過(guò)程中葉輪有磕碰變形，或者安裝時(shí)不同心，致使風(fēng)機(jī)工作時(shí)振動(dòng)超差，需要做現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡源消除過(guò)大振動(dòng)。而在實(shí)際工作過(guò)程中由于各個(gè)方面的原因，不能通過(guò)精密的儀器來(lái)測(cè)試風(fēng)機(jī)的不平衡點(diǎn)，因此人們通常用三點(diǎn)法進(jìn)行風(fēng)機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡。

2.設(shè)備參數(shù)及試驗(yàn)背景

2.1設(shè)備參數(shù)

某新建330MW電廠，用兩臺(tái)軸流式風(fēng)機(jī)作為送風(fēng)機(jī)，其參數(shù)如下：

2.2試驗(yàn)背景

某電廠在調(diào)試期間，其送風(fēng)機(jī)B由于運(yùn)行人員操作失誤，風(fēng)機(jī)超負(fù)荷運(yùn)行（電流達(dá)到90A）9小時(shí)，風(fēng)機(jī)跳閘。再次啟動(dòng)后發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)振動(dòng)高高跳閘，就地測(cè)量得振動(dòng)值為7.4mm/s，超過(guò)風(fēng)機(jī)跳閘保護(hù)值7.1mm/s。經(jīng)確認(rèn)為風(fēng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)行，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)動(dòng)葉特性改變，原系統(tǒng)平衡狀態(tài)被破壞，需從新做動(dòng)平衡試驗(yàn)。

3.方法及原理

三點(diǎn)法找平衡試驗(yàn)方法：

3.1以工作轉(zhuǎn)速啟動(dòng)轉(zhuǎn)子，測(cè)量和記錄原始振動(dòng)幅值為O。

3.2以O(shè)為半徑，畫圓，如圖1所示。

圖1

3.3 停下轉(zhuǎn)子，在轉(zhuǎn)子上取三個(gè)點(diǎn)“A”、“B”和“C”，相隔近似120°。不一定是很準(zhǔn)確的120°，然而三點(diǎn)相隔的角度必須是已知的，在我們的例子中如圖2所示，“A”點(diǎn)是起點(diǎn)標(biāo)注為0°。其它點(diǎn)標(biāo)注如圖2所示。

圖2

3.4選擇一塊合適的試重，安裝到轉(zhuǎn)子點(diǎn)“A”處，此處可參考計(jì)算試加重的公式。

3.5啟動(dòng)轉(zhuǎn)子達(dá)到正常工作轉(zhuǎn)速，測(cè)量并記錄此時(shí)的振動(dòng)幅值記為 O+T1。

圖3

3.6如圖3所示，以A點(diǎn)為圓心，以O(shè)+T1為半徑做圓。

3.7停下轉(zhuǎn)子，將在A點(diǎn)處所加的試重移到B點(diǎn)處。

3.8啟動(dòng)轉(zhuǎn)子達(dá)到正常工作轉(zhuǎn)速，測(cè)量和記錄新的振動(dòng)幅值記為O+T2。

3.9以B點(diǎn)為圓心，以O(shè)+T2為半徑做圓，如圖4所示：

圖4

3.10停下轉(zhuǎn)子將在B點(diǎn)處的試加重量移到C點(diǎn)處。

3.11啟動(dòng)轉(zhuǎn)子達(dá)到正常工作轉(zhuǎn)速，測(cè)量和記錄新的振動(dòng)幅值記為O+T3。

3.12以C點(diǎn)為圓心，以O(shè)+T3為半徑做圓，如圖5所示

圖5

注：如圖5所示，從A、B、C繪制的三個(gè)圓相交于點(diǎn)D。

3.13從原始振幅圓的圓心“O”按圖6所示方式畫直線OD，該直線標(biāo)記為“T”。

圖6

3.14使用與畫原始振動(dòng)圓時(shí)相同的比例，測(cè)量直線段“T”的長(zhǎng)度。

3.15使用下面的公式，計(jì)算修正重量：

CW=TW（O/T）

式中：CW=修正重量

TW=試加重量

O=原始不平衡振幅讀數(shù)

T = 測(cè)量的結(jié)果矢量

3.16按圖7所示，使用量角器，測(cè)量直線“T”與直線“OA”之間的角度，此角度即是修正重量相對(duì)于轉(zhuǎn)子上的“A”點(diǎn)的安裝角度。

圖7

3.17、停下轉(zhuǎn)子，從“C”點(diǎn)處拆下試加重，按在第15步中經(jīng)過(guò)計(jì)算確定的配重，安裝到經(jīng)過(guò)第16步確定的角度處。

4.試驗(yàn)及結(jié)果

按照上述方法，如圖1所示以O(shè)=7.4為半徑畫圓，其中7.4為風(fēng)機(jī)再次啟動(dòng)后風(fēng)機(jī)振動(dòng)值。

如圖2在風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子上取A、B、C三點(diǎn)，夾角均為120°。

試加重量的選擇原則上是，所選擇的試加重量應(yīng)該能使振幅和相位都產(chǎn)生30%的變化，風(fēng)機(jī)一般在150g——300g之間，我們選擇質(zhì)量175g的試加塊為試加重量，即TW=175。

分別加試重塊在A、B、C點(diǎn)，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)到工作狀態(tài)，測(cè)量風(fēng)機(jī)振動(dòng)值得：

在圓O上分別以A、B、C三點(diǎn)為圓心，以O(shè)+T1=5.7，O+T2=7.5， O+T3=12.8為半徑作圓，交與點(diǎn)D，連接OD，通過(guò)測(cè)量得OD=5.5，且OD與OA夾角為50°。有公式CW=TW（O/T）得：

CW=175*（7.4/5.5）=235g

試驗(yàn)結(jié)果：在風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子與OA夾角為50°處增加質(zhì)量為235g平衡塊，固定后啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)振動(dòng)明顯下降，為2.24mm/s，符合標(biāo)準(zhǔn)。其風(fēng)機(jī)動(dòng)平衡試驗(yàn)振動(dòng)變化趨勢(shì)如下圖所示：

圖8 風(fēng)機(jī)振動(dòng)趨勢(shì)

5.結(jié)論

通過(guò)上述試驗(yàn)及試驗(yàn)結(jié)果表明，風(fēng)機(jī)振動(dòng)值從7.4mm/s下降到2.24mm/s，達(dá)到風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，完成了試驗(yàn)的預(yù)期目標(biāo)，并且試驗(yàn)方法進(jìn)行了驗(yàn)證。在試驗(yàn)中存在一定的誤差，其可能原因有：

（1）數(shù)據(jù)測(cè)量存在的誤差

（2）作圖時(shí)帶來(lái)的偏差

（3）風(fēng)機(jī)工況變化帶來(lái)的誤差

試驗(yàn)驗(yàn)證，三點(diǎn)法找平衡是一個(gè)簡(jiǎn)單、實(shí)用的方法，特別是在現(xiàn)場(chǎng)為轉(zhuǎn)動(dòng)裝置找平衡，只需要簡(jiǎn)單的工具就能準(zhǔn)確的解決問(wèn)題，在精度要求不高的情況下，可以節(jié)約資源及時(shí)間，提高了工作效率。

參考文獻(xiàn)：

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[2]張游祖.汽輪發(fā)電機(jī)組的振動(dòng)與轉(zhuǎn)子找平衡.水利電力出版社，1963.

[3]王漢英.轉(zhuǎn)子平衡技術(shù)與平衡機(jī).機(jī)械工業(yè)出版社，1988.

作者簡(jiǎn)介：

呂旭華，男，工程師，主要從事風(fēng)機(jī)安裝技術(shù)工作。