馬杰

【摘要】動平衡是旋轉機械振動故障治理的重要手段之一，動平衡的，計算過程涉及很多三角函數(shù)、矢量式、行列式或矩陣的運算，容易出錯且效率不高，如果用計算機編寫程序實現(xiàn)動平衡計算，能夠保證準確度和精度，但攜帶很不方便。所以，筆者把手機作為程序開發(fā)的載體，用Flash作為程序開發(fā)平臺，從而實現(xiàn)準確、高效、便攜、可視化的動平衡計算。

【關鍵詞】手機；動平衡；程序；開發(fā)；應用

1、手機動平衡程序的開發(fā)

1.1 動平衡計算原理。以單平面的影響系數(shù)平衡法為例，基本操作步驟及計算原理為：將一已知不平衡振動超標的轉機設備，在工作轉速時，用振動采集儀（如原ENTEK公司的DP1500）測取初始振動值及相位，記作A0 （通常約定鍵相光標前沿隨轉軸旋轉，通過振動傳感器的位置為起始0°，逆轉向讀取位置角度）；然后停機并在轉機設備的平衡槽或輪盤某一角度加裝或焊接試重質量塊，試重塊記作P；再次啟動轉機并采集試重后同一位置的振動值及相位，記作A1；通過這種預加重試驗求出加重對振動的影響系數(shù)，記作α，使得α=（A1-A0）/P，根據(jù)影響系數(shù)求出應該加的平衡質量，記作Q，滿足Q*α+A0=0；按照Q值進行動平衡質量校正，即可使旋轉機械設備振動超標問題得到解決。此測相平衡方法是動平衡試驗的基本方法，同型設備、同工況下且相同測量位置計算出的影響系數(shù)還有一定的借鑒作用。

1.2 程序開發(fā)準備

1.2.1 程序載體：安裝了Flash的手機，F(xiàn)lash版本沒有限制。例如多普達S900，手機系統(tǒng)為Windows Mobile Version 6.1，自帶Flash運行程序。

1.2.2 開發(fā)平臺：在計算機上選擇并安裝Adobe公司的Flash CS系列程序。如Flash CS3 Version 9.0。

1.2.3 顯示尺寸：為了達到最佳顯示效果，要把載體手機主屏幕的尺寸參數(shù)記錄下來，直接測量也可，開發(fā)的Flash程序界面尺寸應與之相同。

1.3 程序開發(fā)步驟

1.3.1 新建Flash文檔。運行Flash CS3，選擇文件→新建→Flash文件（ActionScript 2.0），在屬性面板中選擇背景顏色和舞臺尺寸（參考手機主屏幕大小）。

1.3.2 分類建立圖層。把圖層分為背景層、文本層、靜圖層、輸入層、輸出層、按鈕層，這樣方便編輯和修改。

1.3.3 背景層。建立此圖層可以設置個性化的背景圖片，為下面功能性圖層的布局做美化和鋪襯。

1.3.4 文本層和靜圖層。文本層用來顯示描述性文字，在保證表述準確的同時，盡量整齊簡練。筆者設計的文本層內容包括：初始測量的振動數(shù)值，試重質量的大小方向，增加試重后的振動值，去掉試重的校正質量，保留試重的校正質量，影響系數(shù)及追注文字，屬性設置為“靜態(tài)文本”。靜圖層是為了比較直觀的顯示矢量關系而建立的參照底圖，可以用笛卡爾坐標系或極坐標系，筆者選擇用標注旋轉方向的靶形示意圖。

1.3.5 輸入層和輸出層。輸入層每個文本框的屬性要設置為“輸入文本”，輸出層每個文本框的屬性要設置為“動態(tài)文本”，輸入和輸出層的每個文本框要求命名不重名的變量名稱，且區(qū)分大小寫。

1.3.6 按鈕層及其動作腳本。按鈕層是程序的核心，動平衡的計算和繪圖程序編寫在按鈕的動作腳本中，

實際寫程序要復雜些，需要注意三角函數(shù)運算時必須轉換成弧度；求反正切時，如果過分母為零，需要用if條件判定后，直接給出結果。筆者在編寫時，也是每一種運算單獨新建Flash文檔測試，第一次編寫很難一氣呵成。

動平衡的計算腳本程序編寫完成后，矢量圖比較容易，基本思路是把需要顯示的矢量線段的端點坐標，用Line To功能聯(lián)線即可。畫線和參數(shù)設置的方法可以在Flash CS3的幫助窗口中檢索查看。

1.4 調試發(fā)布程序

1.4.1 調試程序：選擇“控制”菜單下的“測試影片”，快捷鍵為Ctrl+Enter。調試時首先要驗證動平衡計算的準確性，可以多次手工計算驗證，或用專業(yè)書中案例直接驗算。其次要考慮容錯率，比如，誤輸入字母會導致輸出結果為非數(shù)字“NAN”，解決方法可以把輸入文本框的字符嵌入屬性選擇“自然數(shù)[0..9]（11字型）”。再如，繪制矢量圖時，如果直接顯示真實尺寸很可能會太小或太大，不容易觀看，解決方法是選取一個便于觀看的基準長度，然后把每個矢量線段按比例計算后，再繪圖顯示。

1.4.2 發(fā)布程序：文件→發(fā)布設置，彈出發(fā)布設置的窗口后，格式菜單中選擇Flash，F(xiàn)lash菜單中的播放器設置為“Flash Lite”，腳本選AS 2.0，這里版本發(fā)布的原則是，在滿足載體手機正常運行的基礎上，版本越高，支持的Flash文字或動畫特效越多。

2、手機動平衡程序的應用

2.1 故障處理。正確使用手機動平衡程序，能夠快速地解決現(xiàn)場不平衡的故障。例如：懸臂風機葉輪磨損振動超標治理。

設備簡介：某廠風機為懸臂式單級八葉片離心風機，彈性基礎，電機與風機并列布置，皮帶輪傳遞扭矩，工作轉速1630rpm。

2016年03月15日，風機振動超標，軸承最大徑向振動0.19mm（標準為≤0.08mm），基頻分量占0.18mm，占比83%，相位穩(wěn)定。考慮到振動故障的主要原因為灰粉沖刷葉片導致磨損，且受工期限制要求盡快修復投運，所以直接進行動平衡操作，計劃工時4小時。

工作步驟：①停風機時在轉子上貼反光紙，用于相位測量。②啟動風機達到額定轉速，選用ENTEK DP1500依次測量記錄懸臂側軸承的徑向振動。③停風機，在風機葉輪上焊接試重塊，即增加50g∠210°。④啟動風機，測取懸臂側軸承振動數(shù)值。⑤將試重及兩次測量的振動數(shù)據(jù)錄入手機的動平衡程序中，輸出校正質量。⑥為了提高效率，選擇保留試重的校正質量進行同徑焊接操作，實際增加質量為35g∠130°。⑦啟動風機，測取軸承的振動檢驗振動治理效果。

2.2 教學試驗

2.2.1 動平衡原理教學：可以用Flash強大的動畫功能，圖文并茂的展現(xiàn)動平衡計算或使用過程，相比死記硬背動平衡各種計算公式，生動很多、記憶更牢。

2.2.2 動平衡試驗操作：可以讓學習者在動平衡試驗模型上，自己設計模擬不平衡故障，利用手機動平衡程序輔助計算予以消除。這樣不但學習效果好，而且隨時可以拿出手機交流探討。

3、手機動平衡程序的擴展

3.1 功能擴展。限于篇幅，筆者介紹的是手機動平衡程序中最簡單的單平面動平衡的開發(fā)應用過程。進一步的，我們可以開發(fā)雙平面動平衡程序、諧分量法動平衡程序等。

3.2 應用擴展。除了手機，對于支持flash的載體，均可以實現(xiàn)動平衡計算過程。例如PSP、PDA、PC等，具有廣闊的移植能力。

此外，本文選用Flash平臺開發(fā)為例，也可以選擇JAVA平臺，或打包成其它形式的APP，不用局限于一種方式，保證原理符合、過程正確即可。

4、結束語

科學利用手機動平衡程序不但能簡化操作、提高效率，而且能減少誤差、增加精度，還能提供可視化的矢量關系圖。所以，它是手機功能的拓展，它是程序使用的延伸，它更是旋轉機械不平衡振動故障治理輔助計算的有力工具。

參考文獻：

[1]楊國安.機械設備故障診斷實用技術[M].北京：中國石化出版社，2007.

[2]楊建剛.旋轉機械振動分析與工程應用[M].北京：中國電力出版社，2007.

[3]陸頌元.汽輪發(fā)電機組振動[M].北京：中國電力出版社，2000.