大型籠式轉子動平衡機的開發與應用

劉艷芹

大型籠式轉子動平衡機的開發與應用

劉艷芹

選粉機轉子動平衡測試是轉子制造及使用中必不可少的一項工藝過程，轉子經動平衡后可以延長設備的壽命，改善其性能，得到平衡無振動的運轉，同時也為節約能源創造了條件。本文著重介紹了一種大型轉子動平衡機的開發與應用，該平衡機可承受最大轉子質量為30t，最大回轉直徑7.5m，可滿足不同規格轉子的動平衡要求。

分級設備；籠式轉子；動平衡；硬支撐

隨著水泥生產線及其設備大型化的發展，各類配套分級設備的轉子規格也日趨大型化。我公司原有的一臺動平衡機工件最大允許質量為10t，最大允許回轉直徑為3.5m，已不能完全覆蓋所有籠式轉子的平衡要求。為此，我們聯合相關單位共同開發了一臺YYW-30000A型硬支撐動平衡機，取得了良好的效果。

1　YYW-30000A型硬支撐動平衡機的開發

1.1主要技術指標（表1）

表1　YYW-30000A型硬支撐動平衡機主要技術指標

1.2設備特點

我公司聯合相關單位開發的YYW-30000A型硬支撐動平衡機嚴格按照國標GB/T4201-2006組織生產，采用滾輪支承，萬向聯軸驅動，工業控制計算機進行數據處理。48.26cm液晶屏幕顯示不平衡量、相位角度及實時轉速。軟件采用GB-2000通用微機平衡測量系統，在Windows下運行，全自動程控放大模塊，操作簡單，使用方便。矢量圖形、波形與不平衡量同時顯示。具有效率高、精度準確、顯示直觀、質量可靠、維修方便等特點?？蓪崿F參數任意輸入，任意標定，任意角夾具補償，自檢，合格量提示，剩余不平衡量g與不平衡力矩g·cm或g·mm多種顯示方式，測量結果自動存儲，全部菜單結構操作，自動提示。

1.3軟件銜接部分特點

（1）配置工業控制計算機進行數據處理，精度準確，操作簡單；配置液晶顯示器，界面美觀獨特，顯示直觀。

（2）采用壓電傳感器測量振動信號，具有良好的動態特性，適合有很寬頻帶的周期作用力和高速變化的沖擊力，測量結果精準可靠。

（3）采用磁電轉速傳感器測量轉速，能將轉角位移準確轉換成電信號供計數器計數，只要非接觸就能測量各種導磁材料的轉速及線速度。

1.4機械部分特點

（1）床身采用HT200整體鑄造，兩條T型平行導軌。導軌面經大型龍門銑床一次加工成形后進行磨削，確保了導軌面的平整度，同時提高了設備的整體機械精度；擺架采用球墨鑄鐵QT450鑄造，配合面磨削加工。

（2）平衡機上的滾輪采用的材料是GCr15軸承鋼，經高頻淬火，硬度達到了HRC55以上，且表面加工成R1000的弧度，磨削后再研磨、退磁，滾輪軸承采用NSK小溝曲率P5級C1組精密軸承，達到德國申克平衡機滾輪指標，這就保證了滾輪的耐磨性，其與工件的接觸是寬線接觸，大大提高了滾輪的使用精度和使用壽命。

1.5結構特點及結構簡圖

1.5.1結構特點

（1）配置直流調速電機作為原動力，調速轉矩大、易實現，調速性能好、范圍廣、易于平滑調節；配置四檔變速箱，可以滿足工件對大扭矩或高轉速的需要，快速方便地實現速度調節。

圖1　YYW-30000A型硬支撐動平衡機結構簡圖

圖2　TRM53.4分離器轉子現場動平衡測試

表2　部分大型轉子的G6.3級動平衡試驗結果

（2）配置萬向聯軸器，可以保證兩軸不在同一軸線、存在軸線夾角的情況下，可靠地傳遞轉矩和運動，有較大的角度補償能力，結構緊湊，承載能力大，傳動效率高，運載平穩，維護方便。

（3）平衡機擺架左右不完全對稱，左擺架為固定式，右擺架為活動式，節省制造費用，同時方便不同規格轉子的尺寸調節。

（4）兩條T型平行導軌呈兩段式結構，一次性加工成形，節省了制造費用，同時提高了設備的整體機械精度。

（5）地坑結構有效降低了高度空間，設備運行安全可靠。

（6）平衡芯軸為兩半軸可換式，法蘭止口定位，安全可靠，精度高，連接與拆卸方便。

1.5.2結構簡圖（圖1）

2　YYW-30000A型硬支撐動平衡機的應用

YYW-30000A型硬支撐動平衡機是根據分級設備的籠式轉子特點專門設計制造的，并設計制造了一系列與籠式轉子相匹配的動平衡芯軸連接工裝。使用一年多來，已進行了70余件大型轉子的動平衡檢測，使用效果良好，完全能滿足各類大型轉子的動平衡要求。已做動平衡的轉子最大直徑6.2m，最大質量18.9t，最高平衡精度等級G2.5。從分級設備用戶使用反饋情況看，設備運行穩定可靠，轉子平衡效果突出。圖2為TRM53.4分離器轉子現場動平衡測試照片。

2.1轉子動平衡試驗過程

（1）將轉子各部所存異物清除干凈，將轉子和與其配套的芯軸工裝把合牢固，調整好平衡機左右擺架之間的距離，將轉子置于平衡機上，并將轉子外緣密封好。

（2）將轉子的許用不平衡力矩u、轉子直徑D、轉子質量m、轉速n、許用偏心距e等相關數據輸入動平衡機的計算機內，做初步動平衡試驗。

試驗轉速n的選擇：為保證動平衡試驗機的安全運轉，試驗轉速的選擇至關重要，當未知試驗轉子動平衡在何相位角需加何重徑積值之前，轉子動平衡線速度應控制在＜15m/s范圍內。

（3）轉子在經過初步動平衡試驗之后，再根據轉子的最高轉速要求，選擇動平衡機主軸轉速，進一步進行動平衡試驗。

若轉子的殘余不平衡量小于許用值，則轉子動平衡試驗合格；若超出許用值，則需要按照計算機顯示的不平衡位置及質量，對轉子加焊配重塊，配重塊焊接完畢后，再進行動平衡校正試驗，直至轉子的殘余不平衡量數值小于許用值，證明此時試驗結果合格，動平衡試驗結束。

2.2部分大型轉子的G6.3級動平衡試驗結果（表2）

3　結語

YYW-30000A型硬支撐動平衡機的成功開發和應用，結束了我公司在生產的籠式轉子直徑＞3 000mm以上時，只能依靠便攜式動平衡儀進行動平衡檢測的狀況，克服了便攜式動平衡儀因支撐剛度的變化，檢測結果重復性差的缺點；硬支撐雙面平衡，轉子的動平衡精度更高、更準，減小了動不平衡力矩對軸承等的影響，提高了分級設備的使用壽命。

該動平衡機結構簡單，運行平穩可靠；平衡精度準確，效率高，顯示直觀，操作維修方便；裝機功率低，可調速，適應范圍廣；單移動支架，節省制造費用；可覆蓋周邊企業多種選粉機轉子的動平衡測試需求，有較好的經濟與社會效益?！?/p>

Development and Application of Dynamic Balancing Machine for Large Cage Rotor

TQ172.633

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編輯：呂光