电机,风机振动测量分析及标准
仪器信息网 · 2013-02-28 08:42 · 50410 次点击
综述风机转子的材质不均匀,制造、加工和安装误差,以及运行条件发生变化、转子结垢、磨损等原因,不可避免存在质量偏心,引起转子的不平衡而产生振动。机组振动是十分复杂的问题,其原因也是多方面的,但主要还是与转子本身的不平衡有关。据统计,约有60%~70%的振动故障是由于转子本身的质量不平衡引起的。现场动平衡是在实际状态下进行的,转子的工作转速与其它的各种因素均较符合实际情况,这样可补充平衡机的不足,而且现场动平衡无需拆卸转子,方便快捷,对减少停产损失和检修费用具有平衡机难以比拟的优势。一,风机常用的平衡方法风机常用的平衡方法主要有:(1)专用平衡机平衡。该法需要专用平衡机,并要将转子从现场卸下,运输吊装到平衡机上,这种方法使用于制造厂。工矿企业若使用这种方法,则工作量大,费时多,影响生产,经济上不合算。(2)三点平衡法。该法于现场进行,在转子的圆周上选三点分别试加重,用振动监控仪分次测出振动状态,按比例作图求出不平衡量的相位与大小。根据应用情况,此方法平衡的精度不很理想。(3)闪频法平衡。该法使用闪频测振仪在现场进行平衡,可达到很高的精度。(4)影响系数法。该法不必将转子从机器上拆卸下来,在现场就可进行平衡,这是一种快速、高效、高精度的现场平衡法,也是常用的一种方法。二,影响系数法的局限性一般情况下,影响系数是通过实验(或试验)获取的,在影响系数已经求得的情况下,如果再碰到相同的平衡问题,可以直接将这些影响系数拿来计算平衡配重,实现无试重平衡。然而平衡效果的好坏取决于所获得的影响系数的优劣,平衡工作实践也证实了这一点。有的影响系数直接使用后平衡效果很好,而另一些影响系数直接使用后平衡效果不甚理想,这是因为影响系数本身受到平衡实验过程的影响,比如试重大小和加装位置的不同,都会导致所得到的影响系数在品质和质量上存在差异。因此影响系数法确定试加重量的方向也有较大误差和局限性。由大量的现场动平衡经验证明,使用机械振动滞后角确定转子不平衡方向,是较为可靠和通用的一种方法。三,机械振动滞后角的确定机械滞后角就是偏心质量与振动高点之间的夹角。在振动领域内,相位可以看作振动信号上某一点,与振动信号频率相同的基准信号或转子某一点之间的关系。这个关系在振动相位测量中都是把振动的一个周期分成360等分(度),它们之间的导前或滞后关系直接用角度表示。当转子上标记位置一定,即脉冲信号的脉冲位置不变,振动相位ψ只与振动信号起始相位有关。振动信号起始相位与转子上不平衡方向、振动传感器位置、机械滞后角φ有关。而在一台具体的机组上,转速一定时,机械滞后角φ一定,因此当转速和振动传感器位置一定时,振动相位的变化,即表示转子上不平衡方向的变化,它们具体的关系如图1所示。平衡重量的位置为:α=ψ测+φ+180°
式中α—失重点的真实相位;ψ测—测得振动相位;φ—机械振动滞后角。P风机振动高点Q风机不平衡的位置T风机加平衡配重的位置通过对积累的资料与数据进行整理分析,总结出风机和电动机转子一次加重的重要参数,即机械振动滞后角、风机和电动机转子每10μm应加的配重量(见表1)。⊥、—、⊙分别表示垂直方向、水平方向、轴向。表1动平衡参数方向机械振动滞后角/(°)风机每10μm
应加配重量/㎏电动机每10μm
应加配重量/㎏⊥400.050.08由表1可知,在风机停机之前测得各轴瓦原始不平衡振动参数,可立刻找出风机和电动机转子不平衡质量的相位与大小,这样只要开停机一次就能完成现场平衡工作。四,现场动平衡4.1风机单面动平衡
采用一次加重,对2#105m2的主抽风机进行现场动平衡。在风机停机前,用动平衡仪测得风机各轴瓦原始振动幅值和相位,如表2所示。表2风机轴瓦原始振动幅值和相位轴瓦振幅/μm相位/(°)⊥—⊙⊥—⊙3#1666143301403204#73316320145310从表2结果看,3#轴瓦与4#轴瓦的垂直与水平振动相位基本相同,因此是典型的动不平衡,风机振动监控仪是可以平衡下来的。根据现场经验,只要计算垂直方向的相位就完全能满足动平衡的要求。则风机动平衡所需加的平衡重量位置为:http://www.zhendong-meter.com
α⊥=(330°+320°)/2+180°+40°=545°,即185°
测得风机最大幅值为66μm,考虑到焊条重量,实际按60μm计算,则应加平衡重量为:
60×0.05=0.30(kg)
根据计算结果,确定出风机转子应加重量的大小和位置为0.30kg、∠185°。启动风机后,测得风机各轴瓦振动幅值和相位如表3所示。表3风机加重后轴瓦振动幅值和相位轴瓦振幅/μm相位/(°)⊥—⊙⊥—⊙3#71563401453254#4116.5330150320根据SJ9500-11型风机振动标准,30μm为优,60μm为良,90μm为可,因此所测振动数据均在优秀范围之内。
5.2电动机双面动平衡
采用一次加重对1#风机进行现场平衡,用动平衡仪测得电动机各轴瓦原始振动幅值和相位,见表4。表4电动机轴瓦原始振动幅值和相位轴瓦振幅/μm相位/(°)⊥—⊙⊥—⊙1#196220260302802#16331827035275则需加的平衡重量位置为:α⊥=(260°+270°)/2+180°+40°=485°,即125°
由于电动机转子在120°位置有加重位置(由螺栓固定),因此确定加重位置为120°。测得电动机最大幅值为62μm,则应加平衡重量为:62×0.08=0.496(kg)
根据计算结果,确定电动机转子应加重量的大小和位置为0.496㎏、∠125°。启动电动机后,测得各轴瓦振动幅值和相位,如表5所示。表5电动机加重后轴瓦振动幅值和相位轴瓦振幅/μm相位/(°)⊥—⊙⊥—⊙1#3132.5180103252#2102180350320根据电动机振动标准,所测振动数据都在优秀范围之内,证明动平衡是成功的。
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