范忠鋒

（首鋼伊犁鋼鐵有限公司，新疆 伊犁 835802）

燒結風機葉輪動不平衡，運轉時將產(chǎn)生振動，嚴重時會造成風機損壞。平衡葉輪的方法，一種是拆下葉輪在平衡機上做動平衡實驗，另一種是現(xiàn)場動平衡。

一、三圓法原理

現(xiàn)場動平衡方法有三圓法、對稱重量法、測相法等。三圓法是在平衡測試中，把一定質量的試重塊，分別加在轉子同一圓周平面三等分點上，測得轉子不平衡量的大小，以此做三個圓，并匯交于一點，以確定不平衡量的輕點位置和大小。

轉子在某確定轉速運行下，測得其原始振動量R0，之后將一定質量的試重塊（M） 分別貼在轉子1、2、3點上試調(diào)，測得新的不平衡量分別為R1、R2、R3。按一定繪圖比例，將R0、R1、R2、R3畫出三圓匯交圖。根據(jù)匯交圖與轉子的對應關系就可以找到轉子輕點的方位。

三圓法現(xiàn)場平衡具體操作步驟：（1）將待平衡剛性轉子選好修正平面,并在此平面的同一圓周上取三等分點，等分點用A、B、C表示，圓心用O表示，夾角都為120°（圖1），以A點作為基準方位。假如轉子原有平衡量為G，也稱殘余不平衡量，它的大小和方位是不可知的。（2）轉子在某確定轉速運行下，測得其原始振動量R0，單位為mm/s。（3） 加試重塊，質量為Q，單位為g。（4） 將試重塊M分別放在A、B、C三點上，三次在同一確定轉速下，開機運轉測得振動值分別為：A點振動值R1、B點振動值R2、C點振動值R3，單位為mm/s。（5）用相同比例做振動向量圖，以初始機器運轉時基圓R0為半徑畫圓，在R0圓上等分三點，編號用A、B、C表示，見圖2。以A點為圓心，以R1為半徑畫圓；以B點為圓心，以R2為半徑畫圓；以C點為圓心，以R3為半徑畫圓。在圖2中，圓R1和圓R2交于a點，圓R1和圓R3交于b點，圓R2和圓R3交于c點，連接abc三點，并做△abc外接圓，圓心為M，連接圓心OM，測量OM的長度和∠BOM。（6）轉子原有平衡質量的計算和位置的確定。平衡質量由G=QR0/OM確定，單位為g。平衡位置在轉子上，從A點向B點移動的角度為∠BOM。（7）由圖可知，M點的位置分三種情況：如果M點位于基圓R0外側，即OM＞R0，說明試重塊Q大于平衡質量G；如果M點位于基圓R0上，即OM=R0，說明試重塊Q與平衡質量G相等；如果M點位于基圓R0內(nèi)側，即OM＜R0，說明試重Q小于平衡質量G。

三圓法現(xiàn)場動平衡使用儀器有天平、繪圖工具、測振筆（儀）、直尺、卷尺、角量器。

二、三圓法現(xiàn)場動平衡的應用

72m3步進式燒結機的主抽風機型號為SJ8000，風量8 000m3/h，轉速1 490r/min，配套電機功率3 150kW，葉輪直徑φ2 700mm，葉輪與軸的質量約為6.5t。

2009年4月，燒結主抽風機在運行過程中，風機發(fā)出一聲巨響后強烈振動，停機后檢查，發(fā)現(xiàn)風機葉輪的后盤掉下一塊160mm×150mm馬蹄形鋼板。處理方法是將此鋼板校平，磨斜口，在原位置焊接上，并在葉輪前后盤外緣周，焊接一圈寬度100mm、厚度12mm的16Mn環(huán)形鋼板作為補強。因此對葉輪重新做動平衡，采用的是三圓法現(xiàn)場動平衡。

燒結主抽風機的葉輪有10個葉片，每相鄰兩個葉片夾角為36°。在葉輪上均分三點的方法是以葉輪某一片為第一點，向右和向左分別轉3.3片，即為第二點和第三點。

選擇葉輪后盤作為測試平面，均分三點后，啟動主抽風機，測得后盤側風機瓦座水平、垂直、軸向振動值R0（見表1）。停機，將預先準備好的180g試重塊Q，點焊在風機葉輪第一點上再開機，測得瓦座新的水平、垂直、軸向振動值R1，將試重塊Q自1點位置取下，分別點焊在風機葉輪第二點、第三點，啟動風機，分別測得振動值為R2、R3，如表1所示。

表1 mm

平衡量G和方向的確定。由表1可見，風機葉輪水平振動值大于垂直和軸向振動值。選取水平振動值為依據(jù)，按一定繪圖比例，三圓交匯區(qū)中心點M即為平衡量的輕點方向，測量長度OM=16mm，∠BOM=99°，平衡量G大小由G=QR0/OM確定，其中，G為不平衡量，Q為試重塊質量，R0為初振動值，OM為輕點位置長度。不平衡量G=180×46/16=517.5g。

由于考慮燒結主抽風機葉輪直徑大、質量高，加之風機振動比較嚴重，為防止加配重后，振動過大而損壞風機瓦座，配重塊質量適當減小，按計算質量的三分之二選取，即345g，配重塊焊接在葉輪的輕點方向后，啟動風機測得風機的振動由原來4.6mm/s降至為1.2mm/s，風機運行平穩(wěn)。

用三圓法現(xiàn)場平衡燒結主抽風機葉輪，在不拆卸葉輪情況下直接平衡，省時省力；使用儀器少，操作方法簡單、便捷；只要操作得當，一般會獲得滿意的動平衡效果。