現(xiàn)場動平衡技術(shù)在高線吐絲機上的應用

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(shù)是指旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)子上選定適當?shù)男Ｕ矫妫谄渖显黾踊驕p少適當?shù)男Ｕ|(zhì)量，以調(diào)整轉(zhuǎn)子質(zhì)量分布，使轉(zhuǎn)子在對應的工作轉(zhuǎn)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(nèi)的一種平衡方法。采用現(xiàn)場動平衡技術(shù)可直接在現(xiàn)場設備上進行動平衡校正，不用將轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(jié)構(gòu)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(shù)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(zhuǎn)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(jié)構(gòu)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(jié)論

現(xiàn)場動平衡技術(shù)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(shù)水平要求較高，操作人員必需具備相關(guān)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(shù)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(zhuǎn)機械故障機理及診斷技術(shù)［M］．北京:機械工業(yè)出版社，1997．

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