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摘 要： 在风机平衡的几种方法中，影响系数法是一种快速、高效、高精度的现场平衡法，但该法确定试加重量的方向有较大误差和局限性。太钢电气公司总结出风机和电动机转子一次加重参数的基础上，对两台风机和电动机采用一次加重找平衡的方法，现场动平衡一次成功的准确率达到了95%以上，提高了风机轴瓦及电动机使用寿命，年获经济效益37.5万元。
关键词： 风机；振动；现场动平衡；影响系数；一次加重
【中图分类号】 TH113 【文献标识码】 A【文章编号】 2236-1879（2017）24-0125-02
1 前 言
太钢烧结厂现有3台105m2烧结机、3台265m2烧结机和2座8m2竖炉，其中主抽风机9台，各类鼓风机和除尘风机数台，由太钢电气公司承担检维修业务。由于风机转子从生产到运行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，究其原因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，这样可补充平衡机的不足，而且对减少停产损失和检修费用具有平衡机难以比拟的优势。
2 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。该法需专用平衡机，转子需从现场卸下，运输吊装到平衡机上，此法适于制造厂。工矿企业若使用此法，则工作量大，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，用测振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。
3 影响系数法的局限性
一般情況下，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。
4 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。
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。
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。
5 现场动平衡
5.1 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。
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，振动是可以平衡下来的。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：
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。
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。
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。
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。
6 结 语
通过总结动平衡规律，两台风机和电动机采用一次加重找平衡的方法，现场动平衡一次成功的准确率达到了95%以上，提高了风机轴瓦及电动机使用寿命，并具有良好的经济效益。
关键词： 风机；振动；现场动平衡；影响系数；一次加重
【中图分类号】 TH113 【文献标识码】 A【文章编号】 2236-1879（2017）24-0125-02
1 前 言
太钢烧结厂现有3台105m2烧结机、3台265m2烧结机和2座8m2竖炉，其中主抽风机9台，各类鼓风机和除尘风机数台，由太钢电气公司承担检维修业务。由于风机转子从生产到运行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，究其原因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，这样可补充平衡机的不足，而且对减少停产损失和检修费用具有平衡机难以比拟的优势。
2 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。该法需专用平衡机，转子需从现场卸下，运输吊装到平衡机上，此法适于制造厂。工矿企业若使用此法，则工作量大，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，用测振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。
3 影响系数法的局限性
一般情況下，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。
4 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。
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。
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。
5 现场动平衡
5.1 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。
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，振动是可以平衡下来的。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：
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。
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。
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。
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。
6 结 语
通过总结动平衡规律，两台风机和电动机采用一次加重找平衡的方法，现场动平衡一次成功的准确率达到了95%以上，提高了风机轴瓦及电动机使用寿命，并具有良好的经济效益。