风机，电机振动检测与分析

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风机，电机振动检测与分析

来源：上海东太传感科技有限公司 2013年03月01日 10:04

综述

风机转子的材质不均匀，制造、加工和安装误差，以及运行条件发生变化、转子结垢、磨损等原因，不可避免存在质量偏心，引起转子的不平衡而产生振动。机组振动是十分复杂的问题，其原因也是多方面的，但主要还是与转子本身的不平衡有关。据统计，约有60%~70%的振动故障是由于转子本身的质量不平衡引起的。现场动平衡是在实际状态下进行的，转子的工作转速与其它的各种因素均较符合实际情况，这样可补充平衡机的不足，而且现场动平衡无需拆卸转子，方便快捷，对减少停产损失和检修费用具有平衡机*的优势。

一，风机常用的平衡方法

　　风机常用的平衡方法主要有：（1）平衡机平衡。该法需要平衡机，并要将转子从现场卸下，运输吊装到平衡机上，这种方法使用于制造厂。工矿企业若使用这种方法，则工作量大，费时多，影响生产，经济上不合算。（2）三点平衡法。该法于现场进行，在转子的圆周上选三点分别试加重，用振动监控仪分次测出振动状态，按比例作图求出不平衡量的相位与大小。根据应用情况，此方法平衡的精度不很理想。（3）闪频法平衡。该法使用闪频测振仪在现场进行平衡，可达到很高的精度。（4）影响系数法。该法不必将转子从机器上拆卸下来，在现场就可进行平衡，这是一种快速、、高精度的现场平衡法，也是常用的一种方法。

二，影响系数法的局限性

　　一般情况下，影响系数是通过实验（或试验）获取的，在影响系数已经求得的情况下，如果再碰到相同的平衡问题，可以直接将这些影响系数拿来计算平衡配重，实现无试重平衡。然而平衡效果的好坏取决于所获得的影响系数的优劣，平衡工作实践也证实了这一点。有的影响系数直接使用后平衡效果很好，而另一些影响系数直接使用后平衡效果不甚理想，这是因为影响系数本身受到平衡实验过程的影响，比如试重大小和加装位置的不同，都会导致所得到的影响系数在品质和质量上存在差异。因此影响系数法确定试加重量的方向也有较大误差和局限性。由大量的现场动平衡经验证明，使用机械振动滞后角确定转子不平衡方向，是较为可靠和通用的一种方法。

三，机械振动滞后角的确定

　　机械滞后角就是偏心质量与振动高点之间的夹角。在振动领域内，相位可以看作振动信号上某一点，与振动信号频率相同的基准信号或转子某一点之间的关系。这个关系在振动相位测量中都是把振动的一个周期分成360等分（度），它们之间的导前或滞后关系直接用角度表示。当转子上标记位置一定，即脉冲信号的脉冲位置不变，振动相位ψ只与振动信号起始相位有关。振动信号起始相位与转子上不平衡方向、振动传感器位置、机械滞后角φ有关。而在一台具体的机组上，转速一定时，机械滞后角φ一定，因此当转速和振动传感器位置一定时，振动相位的变化，即表示转子上不平衡方向的变化，它们具体的关系如图1所示。平衡重量的位置为：α=ψ测+φ+180°
　　式中 α—失重点的真实相位；ψ测—测得振动相位；φ—机械振动滞后角。 http://365sensor.com/

P 风机振动高点 Q 风机不平衡的位置 T 风机加平衡配重的位置

　　通过对积累的资料与数据进行整理分析，总结出风机和电动机转子一次加重的重要参数，即机械振动滞后角、风机和电动机转子每10μm应加的配重量（见表1）。⊥、—、⊙分别表示垂直方向、水平方向、轴向。

表1 动平衡参数

方向	机械振动滞后角/（°）	风机每10μm 应加配重量/㎏	电动机每10 μm 应加配重量/㎏
⊥	40	0.05	0.08

　　由表1可知，在风机停机之前测得各轴瓦原始不平衡振动参数，可立刻找出风机和电动机转子不平衡质量的相位与大小，这样只要开停机一次就能完成现场平衡工作。

四，现场动平衡

4.1 风机单面动平衡
　　采用一次加重，对2^#105m²的主抽风机进行现场动平衡。在风机停机前，用动平衡仪测得风机各轴瓦原始振动幅值和相位，如表2所示。

表2 风机轴瓦原始振动幅值和相位

轴瓦	振幅/μm			相位/（°）
轴瓦	⊥	—	⊙	⊥	—	⊙
3^＃	16	66	14	330	140	320
4^＃	7	33	16	320	145	310

　　从表2结果看，3^#轴瓦与4^#轴瓦的垂直与水平振动相位基本相同，因此是典型的动不平衡，风机振动是可以平衡下来的。根据现场经验，只要计算垂直方向的相位就完满足动平衡的要求。则风机动平衡所需加的平衡重量位置为：
　　α⊥=（330°+320°）/2+180°+40°=545°，即185°
　　测得风机zui大幅值为66μm，考虑到焊条重量，实际按60μm计算，则应加平衡重量为：
　　60×0.05=0.30（kg）
　　根据计算结果，确定出风机转子应加重量的大小和位置为0.30kg、∠185°。启动风机后，测得风机各轴瓦振动幅值和相位如表3所示。

表3 风机加重后轴瓦振动幅值和相位

轴瓦	振幅/μm			相位/（°）
轴瓦	⊥	—	⊙	⊥	—	⊙
3^＃	7	15	6	340	145	325
4^＃	4	11	6.5	330	150	320

　　根据SJ9500-11型风机振动标准，30μm为优，60μm为良，90μm为可，因此所测振动数据均在范围之内。
5.2 电动机双面动平衡
　　采用一次加重对1^#风机进行现场平衡，用动平衡仪测得电动机各轴瓦原始振动幅值和相位，见表4。

表4 电动机轴瓦原始振动幅值和相位

轴瓦	振幅/μm			相位/（°）
轴瓦	⊥	—	⊙	⊥	—	⊙
1^＃	19	62	20	260	30	280
2^＃	16	33	18	270	35	275

　　则需加的平衡重量位置为：α⊥=（260°+270°）/2+180°+40°=485°，即125°
　　由于电动机转子在120°位置有加重位置（由螺栓固定），因此确定加重位置为120°。测得电动机zui大幅值为62μm，则应加平衡重量为：62×0.08=0.496（kg）
　　根据计算结果，确定电动机转子应加重量的大小和位置为0.496㎏、∠125°。启动电动机后，测得各轴瓦振动幅值和相位，如表5所示。

表5 电动机加重后轴瓦振动幅值和相位

轴瓦	振幅/μm			相位/（°）
轴瓦	⊥	—	⊙	⊥	—	⊙
1^＃	3	13	2.5	180	10	325
2^＃	2	10	2	180	350	320

　　根据电动机振动标准，所测振动数据都在范围之内，证明动平衡是成功的。

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