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技術(shù)文章

現場(chǎng)動(dòng)平衡技術(shù)提高企業(yè)設備維修效率

現場(chǎng)動(dòng)平衡技術(shù)提高企業(yè)設備維修效率

摘要:介紹了現場(chǎng)動(dòng)平衡技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢,通過(guò)具體事例分析了應用現場(chǎng)動(dòng)平衡技術(shù)為企業(yè)帶來(lái)的經(jīng)濟效益。
關(guān)鍵詞:現場(chǎng)動(dòng)平衡、故障、不平衡、配重。
轉子不平衡是旋轉機械的常見(jiàn)故障類(lèi)型之一,同時(shí)也是造成軸承等轉子部件過(guò)早損壞的原因之一。在大量使用旋轉設備如風(fēng)機、電機、泵的企業(yè)里由于磨損、結垢等原因而產(chǎn)生轉子不平衡的幾率很高。動(dòng)平衡校正是機械加工業(yè)和設備維護中常用的解決旋轉部件動(dòng)不平衡的一種方法,人們常常是在動(dòng)平衡機上進(jìn)行轉子動(dòng)平衡校正,如風(fēng)機廠(chǎng)對風(fēng)機轉子、電機廠(chǎng)對電機轉子等。
近來(lái),在排除不平衡故障時(shí)人們越來(lái)越注意到“現場(chǎng)動(dòng)平衡”這種技術(shù),其原因就在于現場(chǎng)動(dòng)平衡具有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn):1,避免大量拆裝——節約了拆裝工時(shí)、運輸工時(shí)、保存了原有的安裝精度;2,能有效地提高整個(gè)轉子系統的平衡精度。

2001年6月23日,巢湖水泥廠(chǎng)一臺物料風(fēng)機振動(dòng)過(guò)大而無(wú)法運行。其情況為:德國制造,直徑3m,額定轉速993r/min,空載轉速997r/min,由功率1800KW的電機驅動(dòng),結構圖如(圖1)所示;振動(dòng)驗收標準為Vrms≤1.9mm/s,振動(dòng)允許上限(連鎖停機門(mén)坎值)為5.0mm/s。2000年11月制造廠(chǎng)派員安裝振動(dòng)恰好為1.9mm/s,過(guò)3個(gè)月后振動(dòng)超過(guò)5.0mm/s,后隨不斷加大連鎖停機振動(dòng)門(mén)坎值直至10mm/s(系統設置的*大量程)。6月23日振動(dòng)達到10mm/s無(wú)法繼續帶負載運行而停車(chē)。6月24日,我們對風(fēng)機進(jìn)行了監測:靜態(tài)盤(pán)車(chē)發(fā)現對中良好;空載條件下,隨轉速的升高,法蘭間距明顯增大從0.5mm增至4mm左右,表現為電機主軸往后退約4mm,由于風(fēng)機狀態(tài)良好時(shí)電機不存在這種現象,所以我們排除了由于電機磁場(chǎng)**不重合而造成主軸后退這種可能。另一方面,從頻譜分析看表現為較明顯的對中**故障,結合靜態(tài)對中良好的情況,我們初步認為,風(fēng)機可能存在較嚴重的不平衡故障。動(dòng)態(tài)條件下風(fēng)機軸出現彎曲從而產(chǎn)生對中**的現象,電機主軸后退則很可能是由于**的對中狀態(tài)下聯(lián)軸器柱銷(xiāo)與柱銷(xiāo)孔產(chǎn)生軸向推力所致。解決的方案是首先解決不平衡問(wèn)題,很可能對中**、電機主軸后退等問(wèn)題會(huì )隨著(zhù)不平衡問(wèn)題的解決而自然解決。

于是我們利用APM-1200現場(chǎng)動(dòng)平衡儀進(jìn)行動(dòng)平衡校正。分3個(gè)步驟。
1,       在軸上貼反光條,測初始振動(dòng),得通頻振幅Vrms0=10.58mm/s,工頻振幅V0=13.50mm/s,相角φ067o。=
2,      測加試重后振動(dòng),加試重322g,測得通頻振幅Vrms1=9.52mm/s,工頻振幅V1=11.85mm/s,相角φ187o。自動(dòng)求得動(dòng)平衡解算結果:在60o加927g=
3,      測剩余振動(dòng),以加試重部位的角度為0o,順著(zhù)旋轉方向轉過(guò)60o并加配重,測得通頻振幅Vrms2=1.08mm/s,工頻振幅V2=0.83mm/s,相角φ2117o。=
  以上動(dòng)平衡過(guò)程報表如下:
 
步驟
試重、配重
轉速(r/min)
基頻振動(dòng)(1X)
解算配重
質(zhì)量
(g)
角度
幅值(mm/s)
相位
質(zhì)量
(g)
角度
初始振動(dòng)
-------
--------
997
13.50
67o
-------
-------
加試重
322
0o
997
11.85
87o
927
60o
剩余振動(dòng)
930
60o
996
0.85
117o
 
 


顯然通頻振幅Vrms2=1.08mm/s已經(jīng)滿(mǎn)足驗收標準Vrms≤1.9mm/s,同時(shí)不對中現象和電機軸后竄現象都不再明顯,所以此次故障分析基本正確并且現場(chǎng)動(dòng)平衡校正也是非常成功的。從始至終用了一個(gè)半小時(shí),就可以恢復正常生產(chǎn)。據設備部門(mén)介紹這樣一臺風(fēng)機如果拆下來(lái)送出去修理需要一周左右的時(shí)間,直接費用包括拆卸、安裝、調試、運輸等約4~5千元,但故障停機導致生產(chǎn)損失為每天14萬(wàn)元??梢?jiàn)利用現場(chǎng)動(dòng)平衡技術(shù)可以方便而快捷地解決不平衡問(wèn)題,據筆者了解該廠(chǎng)現場(chǎng)人員已熟練地使用APM-1200現場(chǎng)動(dòng)平衡儀做了多次現場(chǎng)動(dòng)平衡,效果都非常好。
另一方面,在實(shí)際工作中我們利用動(dòng)平衡機對轉子進(jìn)行動(dòng)平衡校正時(shí),往往由于轉速不夠而造成平衡精度不夠。比如我們在某企業(yè)看到,凡送來(lái)修理的轉子不管額定轉速是600r/min還是3000 r/min都一律用600 r/min的轉速做動(dòng)平衡。大家知道,不平衡質(zhì)量與其造成的動(dòng)反力之間存在如下關(guān)系:F= m×r×ω2。從這個(gè)式子我們可以看出,在相同的測量精度條件下平衡精度與轉速的平方成反比例關(guān)系(指剛性轉子),所以動(dòng)平衡機的轉速不夠的話(huà)將大大影響動(dòng)平衡的效果?,F場(chǎng)動(dòng)平衡由于利用了原有的傳動(dòng)系統,動(dòng)平衡校正時(shí)的轉速一般都可以達到或略超過(guò)額定轉速,所以轉速這一問(wèn)題可以不考慮;同時(shí)由于往往是以系統整體的方式來(lái)進(jìn)行的,所以得到的系統總體平衡精度將更高。
總之,現場(chǎng)動(dòng)平衡技術(shù)是一種成熟、實(shí)用的維修技術(shù);現場(chǎng)動(dòng)平衡儀是一種投入產(chǎn)出比很高的測試儀器。
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