大型笼式转子动平衡机的开发与应用

刘艳芹

大型笼式转子动平衡机的开发与应用

刘艳芹

选粉机转子动平衡测试是转子制造及使用中必不可少的一项工艺过程，转子经动平衡后可以延长设备的寿命，改善其性能，得到平衡无振动的运转，同时也为节约能源创造了条件。本文着重介绍了一种大型转子动平衡机的开发与应用，该平衡机可承受最大转子质量为30t，最大回转直径7.5m，可满足不同规格转子的动平衡要求。

分级设备；笼式转子；动平衡；硬支撑

随着水泥生产线及其设备大型化的发展，各类配套分级设备的转子规格也日趋大型化。我公司原有的一台动平衡机工件最大允许质量为10t，最大允许回转直径为3.5m，已不能完全覆盖所有笼式转子的平衡要求。为此，我们联合相关单位共同开发了一台YYW-30000A型硬支撑动平衡机，取得了良好的效果。

1　YYW-30000A型硬支撑动平衡机的开发

1.1主要技术指标（表1）

表1　YYW-30000A型硬支撑动平衡机主要技术指标

1.2设备特点

我公司联合相关单位开发的YYW-30000A型硬支撑动平衡机严格按照国标GB/T4201-2006组织生产，采用滚轮支承，万向联轴驱动，工业控制计算机进行数据处理。48.26cm液晶屏幕显示不平衡量、相位角度及实时转速。软件采用GB-2000通用微机平衡测量系统，在Windows下运行，全自动程控放大模块，操作简单，使用方便。矢量图形、波形与不平衡量同时显示。具有效率高、精度准确、显示直观、质量可靠、维修方便等特点。可实现参数任意输入，任意标定，任意角夹具补偿，自检，合格量提示，剩余不平衡量g与不平衡力矩g·cm或g·mm多种显示方式，测量结果自动存储，全部菜单结构操作，自动提示。

1.3软件衔接部分特点

（1）配置工业控制计算机进行数据处理，精度准确，操作简单；配置液晶显示器，界面美观独特，显示直观。

（2）采用压电传感器测量振动信号，具有良好的动态特性，适合有很宽频带的周期作用力和高速变化的冲击力，测量结果精准可靠。

（3）采用磁电转速传感器测量转速，能将转角位移准确转换成电信号供计数器计数，只要非接触就能测量各种导磁材料的转速及线速度。

1.4机械部分特点

（1）床身采用HT200整体铸造，两条T型平行导轨。导轨面经大型龙门铣床一次加工成形后进行磨削，确保了导轨面的平整度，同时提高了设备的整体机械精度；摆架采用球墨铸铁QT450铸造，配合面磨削加工。

（2）平衡机上的滚轮采用的材料是GCr15轴承钢，经高频淬火，硬度达到了HRC55以上，且表面加工成R1000的弧度，磨削后再研磨、退磁，滚轮轴承采用NSK小沟曲率P5级C1组精密轴承，达到德国申克平衡机滚轮指标，这就保证了滚轮的耐磨性，其与工件的接触是宽线接触，大大提高了滚轮的使用精度和使用寿命。

1.5结构特点及结构简图

1.5.1结构特点

（1）配置直流调速电机作为原动力，调速转矩大、易实现，调速性能好、范围广、易于平滑调节；配置四档变速箱，可以满足工件对大扭矩或高转速的需要，快速方便地实现速度调节。

图1　YYW-30000A型硬支撑动平衡机结构简图

图2　TRM53.4分离器转子现场动平衡测试

表2　部分大型转子的G6.3级动平衡试验结果

（2）配置万向联轴器，可以保证两轴不在同一轴线、存在轴线夹角的情况下，可靠地传递转矩和运动，有较大的角度补偿能力，结构紧凑，承载能力大，传动效率高，运载平稳，维护方便。

（3）平衡机摆架左右不完全对称，左摆架为固定式，右摆架为活动式，节省制造费用，同时方便不同规格转子的尺寸调节。

（4）两条T型平行导轨呈两段式结构，一次性加工成形，节省了制造费用，同时提高了设备的整体机械精度。

（5）地坑结构有效降低了高度空间，设备运行安全可靠。

（6）平衡芯轴为两半轴可换式，法兰止口定位，安全可靠，精度高，连接与拆卸方便。

1.5.2结构简图（图1）

2　YYW-30000A型硬支撑动平衡机的应用

YYW-30000A型硬支撑动平衡机是根据分级设备的笼式转子特点专门设计制造的，并设计制造了一系列与笼式转子相匹配的动平衡芯轴连接工装。使用一年多来，已进行了70余件大型转子的动平衡检测，使用效果良好，完全能满足各类大型转子的动平衡要求。已做动平衡的转子最大直径6.2m，最大质量18.9t，最高平衡精度等级G2.5。从分级设备用户使用反馈情况看，设备运行稳定可靠，转子平衡效果突出。图2为TRM53.4分离器转子现场动平衡测试照片。

2.1转子动平衡试验过程

（1）将转子各部所存异物清除干净，将转子和与其配套的芯轴工装把合牢固，调整好平衡机左右摆架之间的距离，将转子置于平衡机上，并将转子外缘密封好。

（2）将转子的许用不平衡力矩u、转子直径D、转子质量m、转速n、许用偏心距e等相关数据输入动平衡机的计算机内，做初步动平衡试验。

试验转速n的选择：为保证动平衡试验机的安全运转，试验转速的选择至关重要，当未知试验转子动平衡在何相位角需加何重径积值之前，转子动平衡线速度应控制在＜15m/s范围内。

（3）转子在经过初步动平衡试验之后，再根据转子的最高转速要求，选择动平衡机主轴转速，进一步进行动平衡试验。

若转子的残余不平衡量小于许用值，则转子动平衡试验合格；若超出许用值，则需要按照计算机显示的不平衡位置及质量，对转子加焊配重块，配重块焊接完毕后，再进行动平衡校正试验，直至转子的残余不平衡量数值小于许用值，证明此时试验结果合格，动平衡试验结束。

2.2部分大型转子的G6.3级动平衡试验结果（表2）

3　结语

YYW-30000A型硬支撑动平衡机的成功开发和应用，结束了我公司在生产的笼式转子直径＞3 000mm以上时，只能依靠便携式动平衡仪进行动平衡检测的状况，克服了便携式动平衡仪因支撑刚度的变化，检测结果重复性差的缺点；硬支撑双面平衡，转子的动平衡精度更高、更准，减小了动不平衡力矩对轴承等的影响，提高了分级设备的使用寿命。

该动平衡机结构简单，运行平稳可靠；平衡精度准确，效率高，显示直观，操作维修方便；装机功率低，可调速，适应范围广；单移动支架，节省制造费用；可覆盖周边企业多种选粉机转子的动平衡测试需求，有较好的经济与社会效益。■

Development and Application of Dynamic Balancing Machine for Large Cage Rotor

TQ172.633

A

1001-6171（2016）06-0063-03

通讯地址：中材淄博重型机械有限公司，山东淄博255086；2016-04-26；

编辑：吕光