蘇金環(huán)，薄偉兵

(1．上海交通大學機械與動力學院，上海 200240;2．寶鋼股份特鋼事業(yè)部，上海 200940)

0 前言

現(xiàn)場動平衡技術是指旋轉機械在實際工作狀態(tài)下，或在與其工作狀態(tài)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，并在轉子上選定適當?shù)男Ｕ矫?，在其上增加或減少適當?shù)男Ｕ|量，以調整轉子質量分布，使轉子在對應的工作轉速頻率下，剩余不平衡或者軸頸振動和作用于軸承的力在規(guī)定范圍內的一種平衡方法。采用現(xiàn)場動平衡技術可直接在現(xiàn)場設備上進行動平衡校正，不用將轉子從設備中取出，因此可大大節(jié)約時間，減小對生產(chǎn)的影響，同時還能兼顧設備安裝狀態(tài)，從而提高動平衡精度。

目前動平衡理論已經(jīng)相當成熟，現(xiàn)代動平衡儀普遍采用影響系數(shù)法，又稱測相平衡法，其步驟為(以單面平衡為例):①首先測轉頻的振幅和相位;②加試重;③測取加試重后的振幅和相位;④計算出應加的重量和位置。

本文分析了高線吐絲機吐絲盤修復后其運轉振動異常情況，采用B＆K公司的VT60現(xiàn)場動平衡儀對其進行了現(xiàn)場動平衡校正，取得了較好效果，使吐絲機振動值降低至標準以下。

1 振動測試及故障診斷

寶鋼股份特鋼事業(yè)部條鋼廠線材分廠使用達涅利TFS-24-B-1036-50/60臥式吐絲機。吐絲機運行幾年后，吐絲盤盤面磨損嚴重、固定吐絲管的管夾和銷軸等損壞，對吐絲盤進行了修復和零部件更換，修復后的吐絲盤上機使用后，吐絲機振動異常。

吐絲機在1900 r/min運轉時振動檢測顯示通頻振動峰值達8.57 mm/s，超過報警值5.0 mm/s。振動頻譜圖如圖1所示，1倍頻振動尖峰值為7.09 mm/s，在頻譜中占主導地位，且相位穩(wěn)定。檢查吐絲機結構框架與底座無松動現(xiàn)象，斷定吐絲盤修復后破壞了動平衡，導致吐絲機振動異常，因此決定采用現(xiàn)場動平衡技術對吐絲機進行動平衡校驗。

圖1 吐絲機振動頻譜圖Fig.1 Vibration frequency spectrogram of wiredrawing machine

2 現(xiàn)場動平衡實施

如圖2所示，吐絲機屬懸臂轉子，對其實施單面動平衡即可，采用加速度傳感器測量大端軸承處水平方向徑向振動速度，由測速傳感器所提供的鑒相器脈沖信號作為振動相位的參考基準。

圖2 吐絲機結構簡圖和傳感器布置示意圖Fig.2 Structure diagram of wiredrawing machine and layout diagram of sensor

吐絲機在1900 r/min運轉時測量初始振動峰值和相位，分別為7.09 mm/s和183°。在240°的位置增加275 g試重后，振動峰值和相位變?yōu)?.82 mm/s和165°，在去除試重的情況下，動平衡儀自動計算得出201°位置增加822 g配重。實際在200°位置增加820 g左右的配重后，重新運轉吐絲機至1900 r/min，通頻振動峰值降至4.58 mm/s，低于5 mm/s的初始報警值，沒有再進一步實施動平衡校驗。動平衡校驗后吐絲機振動頻譜圖如圖3所示，其1倍頻振動分量明顯下降。

圖3 吐絲機頻譜圖(平衡)Fig.3 Frequency spectrogram of wiredrawing machine

3 其他吐絲盤修復后動平衡實例

其他幾個吐絲盤修復后使用都存在吐絲機振動偏大的異?，F(xiàn)象。采用相同的方法和步驟對每個吐絲盤進行了現(xiàn)場動平衡校正，校正后吐絲機振動速度值均明顯下降。動平衡校驗過程數(shù)據(jù)見表1。

表1 動平衡校驗過程數(shù)據(jù)Table 1 Data in dynamic balance calibration process

5 結論

現(xiàn)場動平衡技術可以解決吐絲機吐絲盤修復后及使用過程中的不平衡振動問題，最大限度地減少了對生產(chǎn)的影響，且費用比使用動平衡機要低。但現(xiàn)場動平衡對操作人員的技術水平要求較高，操作人員必需具備相關的動平衡理論知識和豐富的現(xiàn)場經(jīng)驗。

利用現(xiàn)場動平衡技術可大大提高企業(yè)設備維修效率，方便快捷地解決設備不平衡問題。

［1］ 韓捷，張瑞林．旋轉機械故障機理及診斷技術［M］．北京:機械工業(yè)出版社，1997．

［2］ 安勝利，楊黎明．轉子現(xiàn)場動平衡技術［M］．北京:國防工業(yè)出版社，2007．