大型風機三點動平衡找輕點的探索與應用

鄧斌

摘 要 本文介紹了三點動平衡原理，分析了三點動平衡法中用焊接配重方式找輕點存在的問題，通過對問題產生因素的分析與探討，提出了用卸扣代替焊接配重找葉輪輕點，并通過現場實踐，有效解決了用焊接配重方式找輕點存在的問題。

關鍵詞 風機;輕點;三點法;動平衡;焊接配重;卸扣

引言

大型風機葉輪轉子受物料的影響較大，如：沖擊、腐蝕、磨損、結晶等都會對風機的轉子造成不平衡故障。其中有70%的機械振動故障來源于葉輪轉子系統的動不平衡。風機在運行中振動緩慢上升，一般是由于葉片磨損，動平衡破壞后造成的。此時處理風機振動的問題一般是在停機后做動平衡。由于葉輪外送專業廠家做動平衡所需周期長、費用高、風機本體拆卸工作量大，甚至影響生產，而現場動平衡避免了煩瑣的拆裝工作，節省了拆裝和運輸費用，并保存了原有的安裝精度，所以風機的不平衡大部分在現場處理。三點法動平衡是現場找平衡的常用方法，目前廣泛應用于環保、化工等行業的大型風機上。

1動平衡、輕點定義及危害

動平衡是轉子動力學的一個研究內容，指確定轉子轉動時產生的不平衡量的位置和大小并加以消除的操作。葉輪輕點指葉輪由于磨損或變形導致在葉輪的動平衡精度被破壞，葉輪上存在一個位置相對于它在同一直線但相反方向的位置質量變輕。風機不平衡最直接的表現是轉子橫向振動大，并使轉子受到不必要的動載荷。當轉子振動超標時，對風機的危害有：①造成動、靜部分摩擦，使機器發熱甚至燒毀;②加劇軸承磨損;③造成主軸疲勞;④造成基礎松動或地腳螺栓斷裂;⑤使風機輸送風壓不穩定，影響生產[1]。

2三點法動平衡原理

給風機葉輪做動平衡，主要是找出葉輪輕點位置，并計算出所加平衡塊重量。目前我廠主要采用三點法動平衡。

運行中的風機振動偏大后將風機停機，打開人孔，將葉輪沿外圈均勻分為三等份，在每個點加配重塊，開機達到正常運行標準（若振動太大可以開到一定轉速并保證后面每次轉速相同）并記錄其振動數值。找完平衡后，計算應加的重量和位置，對葉輪進行焊接工作。假設初始振幅為，試重塊重為，三點振幅分別為、、（以O為圓心，順時針方向）且<<;最輕點的振幅為，需要焊接的配重塊的重量為，配重塊焊接點的角度度（以O為圓心，O順時針轉，如圖1）。

3三點法動平衡找葉輪輕點現狀

貴冶需要在現場完成動平衡的大型風機遍布全廠各個車間。目前主要使用焊接配重方式，即在葉輪較輕一側焊接等重量配重塊，從而消除葉輪的不平衡量。使用焊接配重方式可以使配重塊與葉輪結合牢固且不影響葉輪結構，但也存在一定的缺陷，這個主要體現在找輕點的過程中：①三點法動平衡需焊接4次，其中找到輕點并計算出配重塊重量需要3次。這3次焊接好后測好振動都需要取下配重塊，當焊接部位清理不干凈或打磨過多會造成初始振動值改變，從而使輕點位置計算和配重塊重量計算不準確;②效率低，配重塊焊接過緊會導致不容易取下，焊接不牢固當運行風機測振動時，配重塊易脫落，導致需要浪費大量時間停、開機、重新焊接。

4三點法動平衡中找葉輪輕點方法探究

4.1 解決焊接配重法找葉輪輕點位置存在的問題

解決此問題是我廠維修人員多年來不懈的追求，今年來主要提出了以下兩種措施：在葉輪上鉆孔、制作專用夾具。但這兩項措施本身也有較大局限性。①在葉輪上鉆孔，此種設想來源于鍋爐房引風機。此風機上葉輪在出廠時廠家在每片葉片上鉆了一個小孔，每次需做動平衡時只需要在配重塊中心鉆一個孔，用螺桿固定在葉片小孔上即可，拆裝方便、快捷且不會損壞葉輪。但葉輪已加工好孔的風機只有極少數，或者購買新葉輪時跟廠家提出鉆孔要求，而我們自己在完整葉輪上開孔存在極大風險：a.開孔位置不均勻，失去原有平衡;b.破壞葉輪結構，嚴重時直接導致葉輪報廢;c.部分特殊環境下葉輪鉆孔后會破壞防護層，加劇葉輪被腐蝕破壞。②制作專用夾具，由于風機葉輪結構不同，專用夾具不能通用，且夾具設計制作本身需要一定時間，這增加了檢修時間，影響設備作業率，甚至可能影響生產。

4.2 用卸扣代替焊接配重找葉輪輕點

卸扣由彎環和橫銷兩部分組成，其結構如下圖所示

將卸扣橫銷用相同型號全絲螺桿代替，從有絲扣一端旋進，將葉輪卡在U型環中間，壓緊后旋緊螺桿，將卸扣固定在葉片上，卸扣及等同于配重塊。

5效果分析

用卸扣代替焊接配重找輕點，拆卸方便、快捷，不會對葉輪造成損傷，通用性強，市場上卸扣易于購買且價格便宜，重量易控制。目前已廣泛應用于我廠大型風機現場動平衡上，實用效果得到了各車間一致肯定。

6結束語

通過對三點法動平衡找輕點方法的探究與實踐，摸索出采用卸扣代替焊接配重找輕點方式，解決了傳統找輕點方法存在的弊端，在為設備檢修節約時間的同時，也更好地保護了葉輪。

參考文獻

[1] 楊國安.機械故障診斷實用技術叢書 轉子平衡實用技術[M].北京：中國石化出版社，2012：217.