大型风机三点动平衡找轻点的探索与应用

邓斌

摘 要 本文介绍了三点动平衡原理，分析了三点动平衡法中用焊接配重方式找轻点存在的问题，通过对问题产生因素的分析与探讨，提出了用卸扣代替焊接配重找叶轮轻点，并通过现场实践，有效解决了用焊接配重方式找轻点存在的问题。

关键词 风机;轻点;三点法;动平衡;焊接配重;卸扣

引言

大型风机叶轮转子受物料的影响较大，如：冲击、腐蚀、磨损、结晶等都会对风机的转子造成不平衡故障。其中有70%的机械振动故障来源于叶轮转子系统的动不平衡。风机在运行中振动缓慢上升，一般是由于叶片磨损，动平衡破坏后造成的。此时处理风机振动的问题一般是在停机后做动平衡。由于叶轮外送专业厂家做动平衡所需周期长、费用高、风机本体拆卸工作量大，甚至影响生产，而现场动平衡避免了烦琐的拆装工作，节省了拆装和运输费用，并保存了原有的安装精度，所以风机的不平衡大部分在现场处理。三点法动平衡是现场找平衡的常用方法，目前广泛应用于环保、化工等行业的大型风机上。

1动平衡、轻点定义及危害

动平衡是转子动力学的一个研究内容，指确定转子转动时产生的不平衡量的位置和大小并加以消除的操作。叶轮轻点指叶轮由于磨损或变形导致在叶轮的动平衡精度被破坏，叶轮上存在一个位置相对于它在同一直线但相反方向的位置质量变轻。风机不平衡最直接的表现是转子横向振动大，并使转子受到不必要的动载荷。当转子振动超标时，对风机的危害有：①造成动、静部分摩擦，使机器发热甚至烧毁;②加剧轴承磨损;③造成主轴疲劳;④造成基础松动或地脚螺栓断裂;⑤使风机输送风压不稳定，影响生产[1]。

2三点法动平衡原理

给风机叶轮做动平衡，主要是找出叶轮轻点位置，并计算出所加平衡块重量。目前我厂主要采用三点法动平衡。

运行中的风机振动偏大后将风机停机，打开人孔，将叶轮沿外圈均匀分为三等份，在每个点加配重块，开机达到正常运行标准（若振动太大可以开到一定转速并保证后面每次转速相同）并记录其振动数值。找完平衡后，计算应加的重量和位置，对叶轮进行焊接工作。假设初始振幅为，试重块重为，三点振幅分别为、、（以O为圆心，顺时针方向）且<<;最轻点的振幅为，需要焊接的配重块的重量为，配重块焊接点的角度度（以O为圆心，O顺时针转，如图1）。

3三点法动平衡找叶轮轻点现状

贵冶需要在现场完成动平衡的大型风机遍布全厂各个车间。目前主要使用焊接配重方式，即在叶轮较轻一侧焊接等重量配重块，从而消除叶轮的不平衡量。使用焊接配重方式可以使配重块与叶轮结合牢固且不影响叶轮结构，但也存在一定的缺陷，这个主要体现在找轻点的过程中：①三点法动平衡需焊接4次，其中找到轻点并计算出配重块重量需要3次。这3次焊接好后测好振动都需要取下配重块，当焊接部位清理不干净或打磨过多会造成初始振动值改变，从而使轻点位置计算和配重块重量计算不准确;②效率低，配重块焊接过紧会导致不容易取下，焊接不牢固当运行风机测振动时，配重块易脱落，导致需要浪费大量时间停、开机、重新焊接。

4三点法动平衡中找叶轮轻点方法探究

4.1 解决焊接配重法找叶轮轻点位置存在的问题

解决此问题是我厂维修人员多年来不懈的追求，今年来主要提出了以下两种措施：在叶轮上钻孔、制作专用夹具。但这两项措施本身也有较大局限性。①在叶轮上钻孔，此种设想来源于锅炉房引风机。此风机上叶轮在出厂时厂家在每片叶片上钻了一个小孔，每次需做动平衡时只需要在配重块中心钻一个孔，用螺杆固定在叶片小孔上即可，拆装方便、快捷且不会损坏叶轮。但叶轮已加工好孔的风机只有极少数，或者购买新叶轮时跟厂家提出钻孔要求，而我们自己在完整叶轮上开孔存在极大风险：a.开孔位置不均匀，失去原有平衡;b.破坏叶轮结构，严重时直接导致叶轮报废;c.部分特殊环境下叶轮钻孔后会破坏防护层，加剧叶轮被腐蚀破坏。②制作专用夹具，由于风机叶轮结构不同，专用夹具不能通用，且夹具设计制作本身需要一定时间，这增加了检修时间，影响设备作业率，甚至可能影响生产。

4.2 用卸扣代替焊接配重找叶轮轻点

卸扣由弯环和横销两部分组成，其结构如下图所示

将卸扣横销用相同型号全丝螺杆代替，从有丝扣一端旋进，將叶轮卡在U型环中间，压紧后旋紧螺杆，将卸扣固定在叶片上，卸扣及等同于配重块。

5效果分析

用卸扣代替焊接配重找轻点，拆卸方便、快捷，不会对叶轮造成损伤，通用性强，市场上卸扣易于购买且价格便宜，重量易控制。目前已广泛应用于我厂大型风机现场动平衡上，实用效果得到了各车间一致肯定。

6结束语

通过对三点法动平衡找轻点方法的探究与实践，摸索出采用卸扣代替焊接配重找轻点方式，解决了传统找轻点方法存在的弊端，在为设备检修节约时间的同时，也更好地保护了叶轮。

参考文献

[1] 杨国安.机械故障诊断实用技术丛书 转子平衡实用技术[M].北京：中国石化出版社，2012：217.