養殖風機廠通風機搶抓機遇 提速發展簡述現場動平衡技術的應用

搶抓機遇提速發展

酒泉建設新能源基地紀實

夏日，記者深入酒泉市風電場、風電裝備制造企業采訪，探訪酒泉市新能源建設，處處感受到酒泉人建設新能源基地的信心和熱情。

在有世界“風庫”、“風口”之稱的瓜風機州縣和玉門市，220萬千瓦的風電場已建成，316萬千瓦風電場建設工地上，一派熱火朝天的施工景象；在酒泉風電裝備制造產業基地，國內陸上最大的5兆瓦風機建設項目已經啟動，代表風電裝備制造最先進技術的3兆瓦和2.5兆瓦大功率風機正一臺臺下線，3兆瓦和2.5兆瓦的風機葉片也成功下線……

截至4月26日，酒泉市風電裝備制造業銷售收入達到100.48億元，在不到9個月的時間里就突破了百億元大關，創造了我省裝備制造業發展的又一個奇跡。

藍天下，風車旋舞；園區內，風機待發，交匯成酒泉新能源基地飛速發展的動人畫卷。

抓住機遇，肩負重托，“未來30年酒泉大有作為”

2008年8月27日，省委書記、省人大常委會主排煙風機任陸浩在《甘肅日報》發表了《一項關系全局的大戰略——關于建設河西風電走廊的思考》一文。這篇文章，勾畫出酒泉建設新能源基地的宏偉藍圖，讓百萬酒泉群眾看到了發展的新機遇，鼓舞了酒泉人民建設河西新能源基地的信心。此后的一年多時間里，陸浩五次來到酒泉，詳細了解酒泉新能源基地的建設情況，并語重心長地叮囑酒泉市委屋頂風機主要領導，河西走廊風電基地建設是一項關系全局的大戰略，要進一步解放思想，堅定信心，遵循規律，科學實施，不斷總結自身發展的經驗，借鑒國外成功的做法，把這件關系甘肅長遠發展的大事辦實辦好。

在省委十一屆七次全委擴大會上，陸浩又鄭重地提出了省委確定的“中心帶動、兩翼齊飛、組團發展、整體推進”的區域發展戰略和“五個大幅度提升”的奮斗目標。而“兩翼齊飛”中的一翼，正是打造河西新能源基地。

一句句叮嚀、一聲聲囑托，凝聚著省委、省政府對建設河西新能源基地戰略決策的殷切厚望。

新的形勢、新的任務，考驗著酒泉市委、市政府的決策智慧。

酒泉市委書記李建華說：“未來30年是酒泉可以大有作為的30年，酒泉市要抓住這千載難逢的機遇，為全省人民和全市人民交上一份滿意的答卷。”

經過深思熟慮，酒泉市委提出“以風電為牽引，以風電促網架建設、以風電促調峰電源、以風電促裝備制造，走發展低碳經濟，整體推進‘6＋2’(風電、光電、調峰電源、電網建設、裝備制造、資源綜合利用加水電、核乏燃料后處理)產業群聯動發展”的路子，在全市上下達成共識。

2009年8月8日，國家首個千萬千瓦級風電基地建設在玉門昌馬戈壁灘上拉開帷幕，國家發改委副主任張國寶和省委書記、省人大常委會主任陸浩共同按下啟動國家首個千萬千瓦級風電基地建設的按鈕，由此吹響了酒泉新能源基地建設的“沖鋒號”。

在國家首個千萬千瓦級風電基地建設正式啟動的當月，酒泉市委就定下了2009年全市要完成200萬千瓦的風電裝機、裝備制造銷售收入要突破50億元大關的目標。

為了實現這一目標，酒泉市委常委包掛風電建設項目，廣大風電建設者們發揚“鐵人精神”，頂酷暑，冒嚴寒，夜以繼日奮戰。到2009年12月25日，酒泉人創造了被陸浩稱之為風電場建設和裝備制造銷售收入的“酒泉速度”和“酒泉奇跡”：220萬千瓦的風機矗立在酒泉大地，裝備制造銷售收入達到64億元。

摘要：介紹了現場動平衡技術的優勢、診斷和處理方法，通過具體的實例分析了應用現場動平衡技術為企業創造的經濟效益。

關鍵詞：通風機；動平衡；診斷；方法

中圖分類號：TH113.2+5　　　　 文獻標識碼：B

The Application of Dynamic Balance Technology on Site

Abstract: This paper has introduced the advantage, the diagnosing and treating method of dynamic balance technology on site. The economical benefit for enterprise is obtained by applying dynamic balance technology on site through the concrete analysis of actual example.

Key words: fan; dynamic balance; diagnosis; method

0 　引言

　　現場動平衡技術是指旋轉機械在與其工作狀態相同或相近的轉速、安裝條件、支承條件和負載情況下，對其進行振動測量或平衡校正的一種平衡方法。實踐證明，50%以上的機械振動可以歸結為“不平衡”造成的。所以，成功地消除或減小轉子不平衡是降低機械振動的主要手段。質量高的現場動平衡總會提高安全性、延長機器壽命和提高設備利用率。因此，平衡不僅是技術上的要求，也是經濟效益的需要。

１　現場動平衡的必要性

　�。�1）安裝在實際設備上和安裝在動平衡機上轉子的工況不同。

　�、� 現場設備安裝誤差。設備安裝誤差有軸承裝配偏差、軸承同心度偏差、轉子和軸裝配偏差、轉子變形等，這些對機器不平衡振動都有很大的影響，這和轉子在動平衡機上旋轉是完全不一樣的。所以現場動平衡比機上動平衡精度更高。

　�、� 在帶負荷運行狀態下，轉子的不平衡會發生變化。機器帶負荷運行引起轉子不平衡變化的主要原因是熱不平衡，轉子局部熱變形引起的不平衡。

　�、� 個別零件（如聯軸器）未與轉子一起進行高速動平衡。

　�。�2）轉子在使用過程中發生變化需要進行動平衡補償。

　　這些變化有機械磨損，例如轉子軸頸磨損、軸承磨損、轉子葉片磨損。零部件損壞，例如轉子葉片損壞，轉軸彎曲。設備修理時，零部件的修改或更換，例如更換吐絲機的吐絲管和卡環會破壞轉子的動平衡等。

　　（3）拆卸機器和運輸轉子到適合的動平衡機做動平衡，有時受條件限制，同時也不經濟。

2 　不平衡的診斷

2.1　 信號特征

　�。�1）通頻時域波圖形為近似的等幅正弦波。

　�。�2）頻譜圖上，以工頻成分為主，其它頻率成分相對較小。

　�。�3）軸心軌跡圖為一個穩定的、長短軸相差不大的橢圓。

　�。�4）轉速一定時，相位穩定。

　�。�5）工頻趨勢圖上，初始不平衡時，初次開車后振動值就大；漸發性不平衡時，振動值逐步參差緩慢增大（其間有時可能有所降低），相位同時產生較小的相應變化；突發性不平衡時，振幅突然顯著增大，相位也同時突變。

　�。�6）轉子的渦動方向為同步正進動。

　�。�7）旋轉方向上（徑向）各點的振動存在相位差。

　�。�8）支承轉子的兩個軸承同一方向上測點的振動相位，純靜失衡時為同相，純偶失衡時為反相，動失衡時存在0°～180°的相位差。

　�。�9）轉子外伸段，特別是懸臂轉子不平衡時會同時，產生較大的軸向振動，支承轉子的兩軸承的軸向振動相位相同。

2.2 　方向性

　　由于不平衡振動是由離心慣性力所引起的橫向振動，因此徑向振動大。

2.3 　敏感參數

2.3.1　 轉速

　　不平衡振動的振幅值大小與轉速范圍的變化密切相關，當轉速低于臨界轉速時，振幅隨轉速的增加而明顯上升；當轉速等于或接近臨界轉速時，將產生共振，振幅急劇上升并達到最大峰值；當轉速越過并遠離臨界轉速時，振幅隨轉速的增加反而減小，并趨向于一個較小的穩定值。

2.3.2 　相位

　　除了與轉速存在上述類似關系（即低于臨界轉速時相位隨轉速而變；通過臨界轉速時發生大的翻轉變化；遠離臨界轉速后趨向于一個穩定值）外，不平衡振動的相位還存在一個非常重要的敏感信息，這就是只要是發生了不平衡 ( 無論是突發性、還是漸發性 ) ，原質量偏心距的方位（重點）肯定要發生變化，工頻的相位必然要隨之發生變化。因此，在轉速穩定的情況下，如果振幅、工頻相位同時發生變化，基本上可以斷定是發生了轉子不平衡故障。

2.4　 故障甄別

　　由于不平衡故障的特征頻率是工頻，而旋轉機械主要振動頻率成分是工頻的各類故障有 10類26種之多。因此，單憑工頻成分這一特征是無法做出轉子不平衡結論的，這就需要綜合考慮方向性、轉速、相位等因素，進行區分、甄別。

2.4.1 　彎曲類

　　如軸彎曲、裂紋引起的彎曲，剛性聯軸器的角度不對中也可歸入此類。與不平衡的主要區別點是彎曲類振動還存在較大的軸向工頻振動。此外，轉速變化時，永久性彎曲相位不變，臨時性彎曲相位變化不明顯；角度不對中時，聯軸器兩側徑向振動相位相同。

2.4.2　偏心類

　　如軸承偏心（間隙過大、合金磨損、軸頸與軸承偏心、軸承座剛度差異過大等）、轉動部件（聯軸器、齒輪、葉輪等）偏心、電機氣隙不均等。與不平衡的主要區別點是偏心類振動其振動值隨負荷而變化、對轉速變化不敏感，此外在相位、軸心軌跡等方面也有所不同。

2.4.3　 變形類

　　如機殼、支座及基礎的變形，松動，裂紋等。此類振動的工頻幅值與負荷、轉速的關系均不明顯。變形類故障使機組的支撐剛度在某一方向上明顯削弱。因此，相關各點的振動均在此方向上明顯較大、相位一致，而不平衡引起的振動，同一軸承的不同測點和兩端軸承的同方向測點都存在相位差。

2.4.4　 共振類

　　如基礎共振和工作在臨界轉速區等�；�礎共振使機組各點都以同一頻率、同一相位進行振動，而不平衡造成的振動各點都存在相位差。通過波特圖和極聯圖確定轉子的臨界轉速，看是否與實際運行轉速相接近。

2.4.5　 假象類

　　如渦流傳感器測量軸頸處的機械偏差（橢圓、不同心、損傷等）和電氣偏差（剩磁）以及工作轉速為3000r/min 時的50Hz交流電干擾信號等。對于機械和電氣偏差可通過波特圖、極坐標圖或低轉速下運轉加以確認和排除，而 50Hz 交流電干擾信號則是隨機的沖擊信號。

３　現場不平衡的處理方法

　　通過測量，當已確定振動原因為不平衡后，下一步的工作就是要對機器進行現場動平衡校正。筆者從工作實踐中總結現場動平衡的關鍵步驟如下。

3.1 　振動傳感器和光電傳感器的正確安裝

　　現場可以將光電傳感器與振動傳感器安裝在同一角度，這樣校正角度以光電標記計量即可。否則，必須將光電傳感器對準光電標記后，以振動傳感器的位置為起點計量校正角度。

3.2 　初始振動矢量分析

　　假設轉子的兩個支承分別為A和B,見表1，根據初始振動矢量分析[1] ，判斷不平衡的類型。

表1 　SAO，SBO為A、B側軸承的初始振幅

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