CN1793672A - 离心风机叶轮的现场平衡方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离心风机叶轮的现场平衡方法，具体步骤是在转子上确定一比转子外径小50～100mm的配重圆，以比例n在纸上建立一直角坐标系XOY，记录原始振幅S，计算出试加配重W，将W分别焊于A、B、C三点上并分别开机各测得振幅S_A、S_B、S_C，再以A、B、C为圆心，分别以S_A、S_B、S_C为半径作圆A、圆B、圆C，此三个圆必交汇于C(C₁、C₂、C₃)点，算出配重，

，将配重Q焊于oc延长线与圆O交点K上，此时现场转子得以平衡。本发明直接在现场的工作机上做平衡，从而解决不平衡问题，减少了停机时间也节省了检修费用。本发明所采用的方法简单易行、快速。

Description

离心风机叶轮的现场平衡方法

技术领域：

本发明涉及一种现场施工方法，尤其涉及一种现场纠正离心风机转子偏心，使其保证平衡的离心风机叶轮的现场平衡方法。

背景技术：

许多高速运转的转子，由于转子的结构、材料缺陷、制作误差、工作磨损和安装等多种因素，造成的转子不平衡有很大的随机性，往往不能预先确定，如离心风机的叶轮，飞轮，皮带轮，大齿圈等，即使新转子开始是平衡的，但运行一段时间后就会出现新的不平衡，产生振动，致使工作机或整个系统不能正常工作，需停机修理，传统的习惯做法是把设备拆开，将转子解体，把叶轮放在平衡机上找平衡，然后重新安装，这种停机修理造成了停工、停产，使生产厂家蒙受了较大的损失。

发明内容：为了解决离心风机叶轮长时间高速旋转所造成的不平衡而引起振动的问题，本发明的目的是提供一种简单易行、快速、费用低的离心风机叶轮的现场平衡方法。

本发明的技术方案是以下述方式实现的：

一种离心风机叶轮的现场平衡方法，该方法包括下述步骤：

(1)、确定一比转子外径小50～100mm的配重圆，按下述公式计算试配重块重量：

$W=2.25\×{10}^8\frac{\mathrm{SG}}{{\mathrm{Dn}}^2}$ (克)……(1)

式(1)中

S——转子的原始振幅(mm)

G——转子的重量(kg)

n——转子的转速(r.pm转/分)

D——配重圆直径(mm)

W——试配重块重量(克)；

(2)、在转子上的配重圆周上选A₁、B₁、C₁或D₁至少三点，将上述计算出配重块重量W分别焊于在配重圆周的A₁、B₁、C₁三点上，并分别开机各测得振幅S_A、S_B、S_C；

(3)按比例·u建立一直角坐标系XOY，在坐标系中作出配重圆，在配圆上找出相应的A、B、C或D对应点；

(4)、以A、B、C为圆心，分别以对应的S_A、S_B、S_C为半径作圆A、圆B、圆C，此三个圆必交汇于C(C₁、C₂、C₃)点，量出从配重圆圆心至C点的距离oc；

(5)、按公式 $Q=W\frac{S}{\mathrm{oc}}\·u\·\·\·\·\·\·\left(2\right)$ 算出配重块实际配重重量，

式中：

Q——配重块实际配重重量(克)

S——转子的原始振幅(mm)

μ——建立坐标系时的比例

(6)、制作配重块(Q)，将配重块Q焊于oc的延长线与配重圆周的交点K上。

当圆A、圆B、圆C三个圆没有共交点时，可再次将试加配重W加于D点，再重新开车测量一次，找出其中三者的共交点(C)；

如果当圆A、圆B、圆C、圆D中每每三个圆仍没有共交点，只要改变测量位置就可以了，一般将坐标XOY旋转45°即可找出三者的共交点(C)

各次振幅取值同时为水平振幅或同时为垂直振幅，二者取大值作图比较准确。

本发明采用矢量合成原理，经过三次在转子平衡面上试加配重W，根据振幅的大小与引起的力成正比的原理，用矢量合成的方法，即可以找出抵消转子不平衡所施加的配重重量Q及其位置，从而转子的不平衡问题得到解决。

由转子的平衡面直径D₀和试加配重W的尺寸确定，并考虑到试加配重在平衡面上焊接等因素。一般有：D＝D₀-(50~100)mm原始振幅小，D取大值，否则D取小值。

本发明的积极效果是：

1、本发明直接在现场的工作机上做平衡，从而解决不平衡问题，减少了停机时间也节省了检修费用。

2、本发明所采用的方法简单易行、快速。

附图说明

图1为本发明在转子2选取配重圆的示意图。

图2为本发明按比例·u建立一直角坐标系XOY及实际操作流程示意图。

具体实施方式：

由图1可以看出：本离心风机叶轮的现场平衡方法是

(1)、在一个与转轴1固定为一体的转子2上面确定一直径为D、比转子外径(D₀)小50～100mm的配重圆，按下述公式计算试配重块3重量：

$W=2.25\×{10}^8\frac{\mathrm{SG}}{{\mathrm{Dn}}^2}$ (克)……(1)

式(1)中

S——转子的原始振幅(mm)

G——转子的重量(kg)

n——转子的转速(r·pm转/分)

D——配重圆直径(mm)

W——试配重块重量(克)；

由图1可以看出：在转子上的配重圆周上选A₁、B₁、C₁、或D₁至少三点，将上述计算出配重块重量W分别焊于在配重圆周的A₁、B₁、C₁三点上，并分别开机各测得振幅S_A、S_B、S_C；由图2可以看出：按比例·μ建立一直角坐标系XOY，在坐标系中作出配重圆，在配圆上找出相应的A、B、C或D对应点；以A、B、C为圆心，分别以对应的S_A、S_B、S_C为半径作圆A、圆B、圆C，此三个圆必交汇于C(C₁、C₂、C₃)点，量出从配重圆圆心至C点的距离oc；按公式 $Q=W\frac{S}{\mathrm{oc}}\·u\·\·\·\·\·\·$

(2)算出配重块实际配重重量(Q)；

式中：

oc为实际振幅(mm)即为图中实长

Q——配重块实际配重重量(克)

S——转子的原始振幅(mm)

μ——建立坐标系时的比例

制作配重块(Q)，将配重块Q焊于oc的延长线与配重圆周的交点K上。

当圆A、圆B、圆C三个圆没有共交点时，可再次将试加配重W加于D点，再重新开车测量一次，找出其中三者的共交点(C)；

如果当圆A、圆B、圆C、圆D中每每三个圆仍没有共交点，只要改变测量位置就可以了，一般将坐标XOY旋转45°即可找出三者的共交点(C)。

各次振幅取值同时为水平振幅或同时为垂直振幅，二者取大值作图比较准确。

本发明采用矢量合成原理，经过三次在转子平衡面上试加配重W，根据振幅的大小与引起的力成正比的原理，用矢量合成的方法，即可以找出抵消转子不平衡所施加的配重重量Q及其位置，从而转子的不平衡问题得到解决。

由转子的平衡面直径D₀和试加配重W的尺寸确定，并考虑到试加配重在平衡面上焊接等因素。一般有：D＝D₀-(50~100)mm原始振幅小，D取大值，否则D取小值。

由图2可以看出A、B、C、D与图1中的A₁、B₁、C₁、D₁相对应，由图2所示，假定

方向为转子的偏心方向，

分别为试重W加在A、B、C处，其本身产生的振幅矢量(三者中相邻两者之间的夹角为直角)。由于他们的工作条件相同，并且在同一圆O上，所以有d₁＝d₂＝d₃＝d而 ${\stackrel{\→}{S}}_A=\stackrel{\→}{S}+{\stackrel{\→}{d}}_1,{\stackrel{\→}{S}}_B=\stackrel{\→}{S}+{\stackrel{\→}{d}}_2,{\stackrel{\→}{S}}_C=\stackrel{\→}{S}+{\stackrel{\→}{d}}_3,$ 将S_A、S_B、S_C分别平移，且使它们以各自的起始点A、B、C旋转和S的反向延长线OK共交于C(C₁、C₂、C₃)点，由图二中的几何关系，可证，在一般情况下有：

$\mathrm{\ΔoA}{C}_1\≅\mathrm{\Δ}{l}_1\mathrm{ao}$

$\mathrm{\Δo}{c}_a{l}_3\≅\mathrm{\Δ}{c}_3\mathrm{co}$

$\mathrm{\Δ}{\mathrm{obl}}_2\≅\mathrm{\Δ}{c}_2\mathrm{Bo}$

所以得到oc₁＝oc₂＝oc₃＝oc＝d

旋转矢量 必在 的反向延长线上共交于一点C，因为

旋转的轨迹为三个分别以A、B、C为圆心，以S_A、S_B、S_C为半径的圆，所以圆A、圆B、圆C也必然共交于一点C。

圆A、圆B、圆C中任意两个圆有两个交点，C₁、C₁如上所述的C点，必然包含在C₁、C₁之中。

欲使转子得到平衡，必须将产生振幅为S得偏重Q加在射线OK上，现把配重Q加在K点(即在配重圆D上)，根据振幅与引起的力成正比的原理得：

$\frac{Q}{S}=\frac{W}{d}$ 所以配重Q的表达式为 $Q=W\frac{s}{d}$

即 $Q=W\frac{s}{\mathrm{oc}}\·u\·\·\·\·\·\·\left(2\right)$

式中：oc为实际振幅(mm)即为图中实长

u-作图比例尺

根据几何学原理，在特定情况下，A、B、C在圆O上某一特定位置时，上述三角形全等条件不成立，此时，分别以A、B、C做出的三个圆没有共交点，一旦遇到此种情况，再把试加配重W加在D点上测SD，如果圆A、圆B、圆C、圆D中每每三个圆仍没有共交点，此时，只要改变测量位置就可以了，一般此次测量点可在前次测量点上旋转45°即可。

本方法所指测定的振幅一般同时为水平振幅，也可同时为垂直振幅，两者应取值大者作图。

本发明应用实例：

本发明在一厂3#熟料窑做实验，其排风机叶轮直径D₀＝2500mm，转子重量G＝4100公斤，转速n＝742转/分，确定配重圆直径D＝2400mm。具体实施步骤如下：

(1)启动风机至额定转速742转/分，因风机不平衡测得前轴承处的水平振幅S＝0.26mm(大于规定允许振幅0.12mm)

计算试加配重 $W=2.25\×{10}^8\frac{\mathrm{SG}}{{\mathrm{Dn}}^2}=2.25\×{10}^8\frac{0.26\×4100}{2400\×{742}^2}=1817$ 克

(2)用比例＝200∶1以R＝su＝0.26×200＝46mm的半径作圆O，通过圆心O作直角坐标XOY，X轴交圆O于B、D，Y轴交圆O于A、C。

(3)制作三块配重铁，确定用Φ3×100mm的电焊条焊接其金属重量为3.14×0.15²×30×7.85＝17克。

配重块重量P＝1817-17＝1800克，设配重块宽100mm，厚16mm，长＝1800÷7.85÷10÷1.6＝1.4厘米，此时制作三块140×100×16配重块。

(4)将一块140×100×16配重块用Φ3×300mm焊条焊于A点，开机至742转/分，测得前轴承处水平振幅Sa＝0.345mm，以A为圆心、以0.345×200＝69mm为半径作圆A，割去配重块和焊肉。

(5)将第二块140×100×16配重块焊于B，用(4)的方法测得Sb＝0.18mm，以0.18×200＝36mm为半径作圆B，割去配重块和焊肉。

(6)用同样方法测得Sc＝0.15mm，作圆C并割去配重块和焊肉。

此时圆A、圆B、圆C三个圆共交于C点，延长OC交圆O于K，量OC＝26.5mm。

(7)计算平衡配重 $Q=W\frac{S}{\mathrm{oc}}\·u=1817\×0.26\×200/26.5=3565$ 克。

(8)计算配重块尺寸，设配重块宽120mm，厚度30mm，用8根φ3×300mm焊条施焊，此时配重块长＝(3565-8×17)÷7.85÷12÷3＝121厘米，因此配重块尺寸为121×120×30mm³。

(9)制作配重块Q＝121×120×300mm³，将配重块Q用8根φ3×300mm焊条施焊于配重圆面的K点上。

(10)开机至742转/分，测得前轴承处水平振幅0.025mm＜0.12mm，平衡完毕。

Claims (4)

1、一种离心风机叶轮的现场平衡方法，该方法包括下述步骤：

(1)、在转子上确定一比转子外径小50～100mm的配重圆，按下述公式计算试配重块重量：

$W=2.25\×{10}^8\frac{\mathrm{SG}}{{\mathrm{Dn}}^2}$ (克)……………..(1)

式(1)中

S——转子的原始振幅 (mm)

G——转子的重量     (kg)

n——转子的转速(r.pm转/分)

D——配重圆直径     (mm)

W——试 配重块重量(克)；

(2)、在转子上的配重圆周上选A₁、B₁、C₁或D₁至少三点，将上述计算出试配重块重量W分别焊于在配重圆周的A₁、B₁、C₁三点上，并分别开机各测得振幅S_A、S_B、S_C：

(3)按比例.u建立一直角坐标系XOY，在坐标系中作出配重圆，在配圆上找出相应的A、B、C或D对应点；

(4)、以A、B、C为圆心，分别以对应的S_A、S_B、S_C为半径作圆A、圆B、圆C，此三个圆必交汇于C(C₁、C₂、C₃)点，测量出从配重圆圆心至C点的距离oc；

(5)、按公式 $Q=W\frac{S}{\mathrm{oc}}\·u\·\·\·\·\·\·\left(2\right)$ 算出配重块实际配重重量，

式中：

Q——配重块实际配重重量(克)

S——转子的原始振幅(mm)

μ——建立坐标系时的比例

(6)、制作配重块(Q)，将配重块Q焊于oc的延长线与配重圆周的交点K上。

2、根据权利要求1所述的的离心风机叶轮的现场平衡方法，其特征在于：当圆A、圆B、圆C三个圆没有共交点时，可再次将试加配重W加于D点，再重新开车测量一次，找出其中三者的共交点(C)；

3、根据权利要求1所述的的离心风机叶轮的现场平衡方法，其特征在于：当圆A、圆B、圆C、圆D中每每三个圆仍没有共交点，将坐标XOY旋转45°即可找出三者的共交点(C)。

4、根据权利要求1、2或3所述的的离心风机叶轮的现场平衡方法，其特征在于：各次振幅取值同时为水平振幅或同时为垂直振幅。