CN102749172A - 一种应用于在线处理风机转子动不平衡问题的测试配重质量确定方法 - Google Patents

一种应用于在线处理风机转子动不平衡问题的测试配重质量确定方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种应用于在线处理风机转子动不平衡问题的测试配重质量确定方法，方法按照如下计算规则确定：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
，式中：
Figure 447018DEST_PATH_IMAGE002
为所需测试配重块的质量，单位为克；
Figure DEST_PATH_IMAGE003
为叶片结构形式加权系数，无量纲；
Figure 301841DEST_PATH_IMAGE004
为风机转子重量加权系数，无量纲；数值上为风机转子在水平、垂直和轴向三个方向振动位移值的最大值，并且该值以十倍毫米计，单位为克；为
Figure 601422DEST_PATH_IMAGE005
单位转换的加权系数。风机转子重量加权系数
Figure DEST_PATH_IMAGE007
同时取决于风机额定转速和风机转子重量G，
Figure 104209DEST_PATH_IMAGE005
单位转换的加权系数

Description

一种应用于在线处理风机转子动不平衡问题的测试配重质量确定方法
技术领域
本发明属于机械振动技术领域，涉及一种应用于在线处理风机转子动不平衡问题的测试配重质量确定方法。
背景技术
风机广泛应用于钢铁企业，风机故障对企业的生产影响巨大。根据文献及现场统计，风机故障50～60%由振动引起，振动则是由于风机转子动不平衡引起的。鉴于离线处理在时间和费用上会造成大量的损失，在线处理技术成为技术发展的趋势，工程应用方面涌现出了三点平衡法、影响系数法、一次加重平衡法、基于力平行分解原理的风机转子在线动平衡方法等一批消除动不平衡问题的在线工程应用技术。该类技术基于增加配重（实践中为增加一具有特定质量的物块）使转子在转动时产生一个与原不平衡力方向相反的力。在利用上述配重法消除风机转子动不平衡问题的实践过程中，根据转子的运转参数不能求出质心离心惯性力的大小，而只能获得该惯性力所引起的振动值，也就是说我们只能从振动值逆推出引起振动质量的大小和方向。工程应用中为确定转子所需配重,必须先进行配重测试即试重，以每次试重后得到的振动值作为计算依据,推算出转子不平衡力的大小及方向。目前，试重时测试配重的质量通常按照转子重量，从50g、100g、150g中按经验选取，在实际应用时常被平衡精度低等问题困扰，一个重要的原因在于测试配重的确定比较盲目并受制于经验。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能有效提高风机转子在线动平衡技术精度的应用于在线处理风机转子动不平衡问题的测试配重质量确定方法，以解决现有确定方法比较盲目且受制于经验的问题。
为此，本发明采用如下技术方案：
一种应用于在线处理风机转子动不平衡问题的测试配重质量确定方法,按照如下计算规则确定：
                                                 
Figure 708721DEST_PATH_IMAGE001
式中：
Figure 688179DEST_PATH_IMAGE002
为所需测试配重块的质量，单位为克；
Figure 467916DEST_PATH_IMAGE003
为叶片结构形式加权系数，仅取决于风机叶片的结构形式，无量纲；
Figure 676174DEST_PATH_IMAGE004
为风机转子重量加权系数，同时取决于风机额定转速和风机转子重量G，无量纲；
Figure 490547DEST_PATH_IMAGE005
数值上为风机转子在水平、垂直和轴向三个方向振动位移值的最大值，并且该值以十倍毫米计，单位为克（例如最大振动位移值为0.24mm，公式中应用为2.4克）；
Figure 375326DEST_PATH_IMAGE006
为
Figure 2012101962052100002DEST_PATH_IMAGE007
单位转换的加权系数，仅取决于风机额定转速。
对叶片结构形式加权系数
Figure 455409DEST_PATH_IMAGE008
值的大小规定如下：直板式叶片的值为1.1，圆弧式叶片的值为0.9。
针对不同额定转速的风机，风机转子重量加权系数
Figure 2012101962052100002DEST_PATH_IMAGE009
和
Figure 654309DEST_PATH_IMAGE010
单位转换的加权系数
Figure 385504DEST_PATH_IMAGE006
的取值规则如下（式中G为风机转子重量）：
①取值规则一
对额定转速为780的风机：当G≤4.6t时，
Figure 934528DEST_PATH_IMAGE012
=1；当4.6t＜G＜7.8t时，
Figure 671540DEST_PATH_IMAGE012
=1.4；当G≥7.8t时，
Figure 257242DEST_PATH_IMAGE012
=1.7；=30。
②取值规则二
对额定转速为1000的风机：当G≤4.6t时，
Figure 16885DEST_PATH_IMAGE012
=0.8；当4.6t＜G＜7.8t时，
Figure 722673DEST_PATH_IMAGE012
=1.1；当G≥7.8t时，
Figure 57839DEST_PATH_IMAGE012
=1.3；
Figure 599810DEST_PATH_IMAGE013
=24；
③取值规则三
对额定转速为1450
Figure 678624DEST_PATH_IMAGE011
的风机：当G≤0.5t时，
Figure 238919DEST_PATH_IMAGE014
=0.25；当0.5t＜G＜1t时，
Figure 10566DEST_PATH_IMAGE012
=1；当G≥1t时，
Figure 774253DEST_PATH_IMAGE012
=1.9；
Figure 656759DEST_PATH_IMAGE013
=8；
Figure 71560DEST_PATH_IMAGE015
取值规则四
对额定转速为2980
Figure 14108DEST_PATH_IMAGE011
的风机：当G≤0.3t时，
Figure 265092DEST_PATH_IMAGE012
=0.4；当0.3t＜G＜0.5t时，=1；当G≥0.5t时，
Figure 220595DEST_PATH_IMAGE012
=1.65；
Figure 334045DEST_PATH_IMAGE013
=3。
由上述方案可知，本发明方法在确定计算规则时需要考虑的因素如下：
⑴风机转子额定转速，转速越高，需要的测试配重质量越轻，是确定测试配重质量的主控因素，在计算规则中通过
Figure 72325DEST_PATH_IMAGE014
和
Figure 2012101962052100002DEST_PATH_IMAGE016
来体现；
⑵原始振动值，振动越剧烈，需要的测试配重质量越重，是确定测试配重质量的计算依据，在计算规则中通过来体现；
⑶风机转子质量，转子越重，需要的测试配重质量越重。是确定测试配重质量的加权因素，在计算规则中通过
Figure 420447DEST_PATH_IMAGE014
来体现；
⑷风机转子叶片结构形式，考虑结构对不平衡质量引起惯性力的影响，是确定测试配重质量的加权因素，在计算规则中通过
Figure 2012101962052100002DEST_PATH_IMAGE018
来体现。
本发明具有以下优点：
1、通过计算规则和相应风机额定转速下取值规则的给出，极大的方便了现场的准确计算，避免了试重类在线风机动平衡技术测试配重质量确定的盲目性；
2、本发明计算规则的制定突出了简单清晰、易于掌握的特点，可以在工人队伍中很好的推广，具有高现场适宜性；
3、四种取值规则中涉及的风机额定转速和相应风机转子重量基本涵盖了钢铁企业中常用的风机和风机转子，因此本发明还具有广泛的适应性。
具体实施方式
一种应用于在线处理风机转子动不平衡问题的测试配重质量确定方法,按照如下计算规则确定：
 
式中：
Figure 930373DEST_PATH_IMAGE002
为所需测试配重块的质量，单位为克；
Figure 2012101962052100002DEST_PATH_IMAGE020
为叶片结构形式加权系数，仅取决于风机叶片的结构形式，无量纲；
Figure 20689DEST_PATH_IMAGE021
为风机转子重量加权系数，同时取决于风机额定转速和风机转子重量G，无量纲；
Figure 15321DEST_PATH_IMAGE022
数值上为风机转子在水平、垂直和轴向三个方向振动位移值的最大值，并且该值以十倍毫米计，单位为克；
Figure 2012101962052100002DEST_PATH_IMAGE023
为
Figure 267311DEST_PATH_IMAGE022
单位转换的加权系数，仅取决于风机额定转速。
对叶片结构形式加权系数
Figure 167134DEST_PATH_IMAGE024
值的大小规定如下：直板式叶片的值为1.1，圆弧式叶片的值为0.9。
针对不同额定转速的风机，风机转子重量加权系数和
Figure 608611DEST_PATH_IMAGE026
单位转换的加权系数
Figure 2012101962052100002DEST_PATH_IMAGE027
的取值规则如下（式中G为风机转子重量）：
①取值规则一
对额定转速为780的风机：当G≤4.6t时，
Figure 2012101962052100002DEST_PATH_IMAGE029
=1；当4.6t＜G＜7.8t时，
Figure 146219DEST_PATH_IMAGE029
=1.4；当G≥7.8t时，
Figure 533338DEST_PATH_IMAGE029
=1.7；
Figure 716189DEST_PATH_IMAGE030
=30。
②取值规则二
对额定转速为1000
Figure 606785DEST_PATH_IMAGE028
的风机：当G≤4.6t时，
Figure 2012101962052100002DEST_PATH_IMAGE031
=0.8；当4.6t＜G＜7.8t时，
Figure 466156DEST_PATH_IMAGE031
=1.1；当G≥7.8t时，
Figure 888042DEST_PATH_IMAGE031
=1.3；
Figure 61534DEST_PATH_IMAGE030
=24；
③取值规则三
对额定转速为1450
Figure 134532DEST_PATH_IMAGE028
的风机：当G≤0.5t时，
Figure 102488DEST_PATH_IMAGE031
=0.25；当0.5t＜G＜1t时，=1；当G≥1t时，
Figure 723274DEST_PATH_IMAGE031
=1.9；
Figure 650778DEST_PATH_IMAGE030
=8；
Figure 789636DEST_PATH_IMAGE015
取值规则四
对额定转速为2980
Figure 373064DEST_PATH_IMAGE028
的风机：当G≤0.3t时，
Figure 435829DEST_PATH_IMAGE031
=0.4；当0.3t＜G＜0.5t时，=1；当G≥0.5t时，
Figure 793178DEST_PATH_IMAGE031
=1.65；
Figure 863902DEST_PATH_IMAGE006
=3。
下面提供依据上述测试配重质量确定方法具体实施的五个现场案例来对本发明的实施和使用效果作进一步的说明。
实施例一
   酒钢炼铁厂二工序除尘风机振动超标故障；处理时间2011年3月16日，风机额定转速780
Figure 730358DEST_PATH_IMAGE028
，风机叶片为直板式叶片结构，风机转子重量7.4吨，风机转子原始振动位移值：水平0.12mm、垂直0.03mm、轴向0.042mm，可知最大振动位移值为0.12mm；上述振动位移值在实践中通过测量风机转子轴承座位移得到（下同）。
确定测试配重质量时套用本发明计算规则并利用取值规则一得
Figure 2012101962052100002DEST_PATH_IMAGE032
克，即测试配重质量需55.44克，式中：=1.1，=1.4，
Figure 2012101962052100002DEST_PATH_IMAGE035
=30，=1.2克。利用现有风机在线动平衡处理方法如“20um风机转子在线动平衡方法”进行处理后，风机转子振动位移值如下：水平0.019mm、垂直0.011mm、轴向0.022mm，满足风机正常运行的振动要求。
实施例二
酒钢炼铁厂二工序矿槽除尘风机振动超标故障；处理时间2011年7月3日，风机额定转速1000，风机叶片为直板式叶片结构，风机转子重量8.2吨，风机转子原始振动位移值：水平0.17mm、垂直0.052mm、轴向0.038mm，可知最大振动位移值为0.17mm。
确定测试配重质量时套用本发明计算规则并利用取值规则二得
Figure DEST_PATH_IMAGE037
克，即测试配重质量需58.344克，式中：
Figure 962788DEST_PATH_IMAGE033
=1.1，
Figure 657074DEST_PATH_IMAGE034
=1.3，
Figure 370952DEST_PATH_IMAGE035
=24，
Figure 416269DEST_PATH_IMAGE036
=1.7克；具体实施时将值四舍五入后取58.34克。利用现有风机在线动平衡处理方法如“20um风机转子在线动平衡方法”进行处理后，风机转子振动位移值如下：水平0.033mm、垂直0.021mm、轴向0.017mm，满足风机正常运行的振动要求。
实施例三
酒钢炼铁厂7#高炉煤粉风机振动设备故障，处理时间2011年3月6日，风机额定转速1450
Figure 624527DEST_PATH_IMAGE028
，风机叶片为直板式叶片结构，风机转子重量4.5吨，风机转子原始振动位移值：水平0.38mm，垂直0.42mm，轴向0.80mm，可知最大振动位移值为0.80mm。
确定测试配重质量时套用本发明计算规则并利用取值规则三得克，即测试配重质量需133.76克，式中：
Figure 235637DEST_PATH_IMAGE033
=1.1，
Figure 323679DEST_PATH_IMAGE034
=1.9，
Figure 403761DEST_PATH_IMAGE035
=8，
Figure 602662DEST_PATH_IMAGE036
=8克。利用现有风机在线动平衡处理方法如“20um风机转子在线动平衡方法”进行处理后，风机转子振动位移值如下：水平0.03mm、垂直0.027mm、轴向0.022mm；满足风机正常运行的振动要求。
实施例四
酒钢炼铁厂一工序煤粉风机振动超标故障；处理时间2011年6月13日，风机额定转速1450
Figure 68278DEST_PATH_IMAGE028
，风机叶片为圆弧式叶片结构，风机转子重量3.2吨，风机转子原始振动位移值：水平0.12mm、垂直0.027mm、轴向0.020mm，可知最大振动位移值为0.12mm。
确定测试配重质量时套用本发明计算规则并利用取值规则三得
Figure DEST_PATH_IMAGE039
克，即测试配重质量需16.416克，式中：
Figure 140270DEST_PATH_IMAGE033
=0.9，
Figure 894600DEST_PATH_IMAGE034
=1.9，
Figure 631612DEST_PATH_IMAGE035
=8，=1.2克；具体实施时将值四舍五入后取16.42克。利用现有风机在线动平衡处理方法如“20um风机转子在线动平衡方法”进行处理后，风机转子振动位移值如下：水平0.021mm、垂直0.019mm、轴向0.011mm，满足风机正常运行的振动要求。
实施例五
酒钢选烧厂竖炉煤气加压机振动超标故障；处理时间2011年4月17日，风机额定转速2980
Figure 2012101962052100002DEST_PATH_IMAGE040
，风机叶片为直板式叶片结构，风机转子重量0.32吨，原始振动位移值：水平0.26mm、垂直0.11mm、轴向0.076mm，可知最大振动位移值为0.26mm。
确定测试配重质量时套用本发明计算规则并利用取值规则四得
Figure DEST_PATH_IMAGE041
克，即测试配重质量需8.58克，式中：
Figure 460207DEST_PATH_IMAGE042
=1.1，=1，
Figure 2012101962052100002DEST_PATH_IMAGE044
=3，
Figure 311620DEST_PATH_IMAGE036
=2.6克。利用现有风机在线动平衡处理方法如“20um风机转子在线动平衡方法”进行处理后，风机转子振动位移值如下：水平0.021mm、垂直0.017mm、轴向0.011mm，满足风机正常运行的振动要求。

Claims (3)

1.一种应用于在线处理风机转子动不平衡问题的测试配重质量确定方法,其特征在于，按照如下计算规则确定：
                                                 
Figure 526732DEST_PATH_IMAGE001
式中：
Figure 702499DEST_PATH_IMAGE002
为所需测试配重块的质量，单位为克；
Figure 627729DEST_PATH_IMAGE003
为叶片结构形式加权系数，仅取决于风机叶片的结构形式，无量纲；
Figure 852037DEST_PATH_IMAGE004
为风机转子重量加权系数，同时取决于风机额定转速和风机转子重量G，无量纲；
Figure 975851DEST_PATH_IMAGE005
数值上为风机转子在水平、垂直和轴向三个方向振动位移值的最大值，并且该值以十倍毫米计，单位为克；
Figure 260202DEST_PATH_IMAGE006
为
Figure 672729DEST_PATH_IMAGE005
单位转换的加权系数，仅取决于风机额定转速。
2.根据权利要求1所述的一种应用于在线处理风机转子动不平衡问题的测试配重质量确定方法,其特征在于，对叶片结构形式加权系数
Figure 700728DEST_PATH_IMAGE003
值的大小规定如下：直板式叶片的值为1.1，圆弧式叶片的值为0.9。
3.根据权利要求2所述的一种应用于在线处理风机转子动不平衡问题的测试配重质量确定方法,其特征在于，针对不同额定转速的风机，风机转子重量加权系数
Figure 446092DEST_PATH_IMAGE004
和单位转换的加权系数
Figure 535588DEST_PATH_IMAGE006
的取值规则如下：
①取值规则一
对额定转速为780的风机：当G≤4.6t时，
Figure 465684DEST_PATH_IMAGE004
=1；当4.6t＜G＜7.8t时，
Figure 826258DEST_PATH_IMAGE004
=1.4；当G≥7.8t时，
Figure 213377DEST_PATH_IMAGE004
=1.7；
Figure 583178DEST_PATH_IMAGE006
=30；
②取值规则二
对额定转速为1000
Figure 536091DEST_PATH_IMAGE007
的风机：当G≤4.6t时，
Figure 333145DEST_PATH_IMAGE004
=0.8；当4.6t＜G＜7.8t时，
Figure 941981DEST_PATH_IMAGE004
=1.1；当G≥7.8t时，
Figure 115474DEST_PATH_IMAGE004
=1.3；
Figure 126155DEST_PATH_IMAGE006
=24；
③取值规则三
对额定转速为1450
Figure 156428DEST_PATH_IMAGE007
的风机：当G≤0.5t时，
Figure 252560DEST_PATH_IMAGE004
=0.25；当0.5t＜G＜1t时，
Figure 964164DEST_PATH_IMAGE004
=1；当G≥1t时，
Figure 829352DEST_PATH_IMAGE004
=1.9；
Figure 531991DEST_PATH_IMAGE006
=8；
Figure 115419DEST_PATH_IMAGE008
取值规则四
对额定转速为2980
Figure 365135DEST_PATH_IMAGE007
的风机：当G≤0.3t时，
Figure 350408DEST_PATH_IMAGE004
=0.4；当0.3t＜G＜0.5t时，
Figure 722484DEST_PATH_IMAGE004
=1；当G≥0.5t时，
Figure 793208DEST_PATH_IMAGE004
=1.65；
Figure 846615DEST_PATH_IMAGE006
=3。
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