大型籠式轉(zhuǎn)子動平衡機的開發(fā)與應(yīng)用

劉艷芹

大型籠式轉(zhuǎn)子動平衡機的開發(fā)與應(yīng)用

劉艷芹

選粉機轉(zhuǎn)子動平衡測試是轉(zhuǎn)子制造及使用中必不可少的一項工藝過程，轉(zhuǎn)子經(jīng)動平衡后可以延長設(shè)備的壽命，改善其性能，得到平衡無振動的運轉(zhuǎn)，同時也為節(jié)約能源創(chuàng)造了條件。本文著重介紹了一種大型轉(zhuǎn)子動平衡機的開發(fā)與應(yīng)用，該平衡機可承受最大轉(zhuǎn)子質(zhì)量為30t，最大回轉(zhuǎn)直徑7.5m，可滿足不同規(guī)格轉(zhuǎn)子的動平衡要求。

分級設(shè)備；籠式轉(zhuǎn)子；動平衡；硬支撐

隨著水泥生產(chǎn)線及其設(shè)備大型化的發(fā)展，各類配套分級設(shè)備的轉(zhuǎn)子規(guī)格也日趨大型化。我公司原有的一臺動平衡機工件最大允許質(zhì)量為10t，最大允許回轉(zhuǎn)直徑為3.5m，已不能完全覆蓋所有籠式轉(zhuǎn)子的平衡要求。為此，我們聯(lián)合相關(guān)單位共同開發(fā)了一臺YYW-30000A型硬支撐動平衡機，取得了良好的效果。

1　YYW-30000A型硬支撐動平衡機的開發(fā)

1.1主要技術(shù)指標（表1）

表1　YYW-30000A型硬支撐動平衡機主要技術(shù)指標

1.2設(shè)備特點

我公司聯(lián)合相關(guān)單位開發(fā)的YYW-30000A型硬支撐動平衡機嚴格按照國標GB/T4201-2006組織生產(chǎn)，采用滾輪支承，萬向聯(lián)軸驅(qū)動，工業(yè)控制計算機進行數(shù)據(jù)處理。48.26cm液晶屏幕顯示不平衡量、相位角度及實時轉(zhuǎn)速。軟件采用GB-2000通用微機平衡測量系統(tǒng)，在Windows下運行，全自動程控放大模塊，操作簡單，使用方便。矢量圖形、波形與不平衡量同時顯示。具有效率高、精度準確、顯示直觀、質(zhì)量可靠、維修方便等特點?？蓪崿F(xiàn)參數(shù)任意輸入，任意標定，任意角夾具補償，自檢，合格量提示，剩余不平衡量g與不平衡力矩g·cm或g·mm多種顯示方式，測量結(jié)果自動存儲，全部菜單結(jié)構(gòu)操作，自動提示。

1.3軟件銜接部分特點

（1）配置工業(yè)控制計算機進行數(shù)據(jù)處理，精度準確，操作簡單；配置液晶顯示器，界面美觀獨特，顯示直觀。

（2）采用壓電傳感器測量振動信號，具有良好的動態(tài)特性，適合有很寬頻帶的周期作用力和高速變化的沖擊力，測量結(jié)果精準可靠。

（3）采用磁電轉(zhuǎn)速傳感器測量轉(zhuǎn)速，能將轉(zhuǎn)角位移準確轉(zhuǎn)換成電信號供計數(shù)器計數(shù)，只要非接觸就能測量各種導(dǎo)磁材料的轉(zhuǎn)速及線速度。

1.4機械部分特點

（1）床身采用HT200整體鑄造，兩條T型平行導(dǎo)軌。導(dǎo)軌面經(jīng)大型龍門銑床一次加工成形后進行磨削，確保了導(dǎo)軌面的平整度，同時提高了設(shè)備的整體機械精度；擺架采用球墨鑄鐵QT450鑄造，配合面磨削加工。

（2）平衡機上的滾輪采用的材料是GCr15軸承鋼，經(jīng)高頻淬火，硬度達到了HRC55以上，且表面加工成R1000的弧度，磨削后再研磨、退磁，滾輪軸承采用NSK小溝曲率P5級C1組精密軸承，達到德國申克平衡機滾輪指標，這就保證了滾輪的耐磨性，其與工件的接觸是寬線接觸，大大提高了滾輪的使用精度和使用壽命。

1.5結(jié)構(gòu)特點及結(jié)構(gòu)簡圖

1.5.1結(jié)構(gòu)特點

（1）配置直流調(diào)速電機作為原動力，調(diào)速轉(zhuǎn)矩大、易實現(xiàn)，調(diào)速性能好、范圍廣、易于平滑調(diào)節(jié)；配置四檔變速箱，可以滿足工件對大扭矩或高轉(zhuǎn)速的需要，快速方便地實現(xiàn)速度調(diào)節(jié)。

圖1　YYW-30000A型硬支撐動平衡機結(jié)構(gòu)簡圖

圖2　TRM53.4分離器轉(zhuǎn)子現(xiàn)場動平衡測試

表2　部分大型轉(zhuǎn)子的G6.3級動平衡試驗結(jié)果

（2）配置萬向聯(lián)軸器，可以保證兩軸不在同一軸線、存在軸線夾角的情況下，可靠地傳遞轉(zhuǎn)矩和運動，有較大的角度補償能力，結(jié)構(gòu)緊湊，承載能力大，傳動效率高，運載平穩(wěn)，維護方便。

（3）平衡機擺架左右不完全對稱，左擺架為固定式，右擺架為活動式，節(jié)省制造費用，同時方便不同規(guī)格轉(zhuǎn)子的尺寸調(diào)節(jié)。

（4）兩條T型平行導(dǎo)軌呈兩段式結(jié)構(gòu)，一次性加工成形，節(jié)省了制造費用，同時提高了設(shè)備的整體機械精度。

（5）地坑結(jié)構(gòu)有效降低了高度空間，設(shè)備運行安全可靠。

（6）平衡芯軸為兩半軸可換式，法蘭止口定位，安全可靠，精度高，連接與拆卸方便。

1.5.2結(jié)構(gòu)簡圖（圖1）

2　YYW-30000A型硬支撐動平衡機的應(yīng)用

YYW-30000A型硬支撐動平衡機是根據(jù)分級設(shè)備的籠式轉(zhuǎn)子特點專門設(shè)計制造的，并設(shè)計制造了一系列與籠式轉(zhuǎn)子相匹配的動平衡芯軸連接工裝。使用一年多來，已進行了70余件大型轉(zhuǎn)子的動平衡檢測，使用效果良好，完全能滿足各類大型轉(zhuǎn)子的動平衡要求。已做動平衡的轉(zhuǎn)子最大直徑6.2m，最大質(zhì)量18.9t，最高平衡精度等級G2.5。從分級設(shè)備用戶使用反饋情況看，設(shè)備運行穩(wěn)定可靠，轉(zhuǎn)子平衡效果突出。圖2為TRM53.4分離器轉(zhuǎn)子現(xiàn)場動平衡測試照片。

2.1轉(zhuǎn)子動平衡試驗過程

（1）將轉(zhuǎn)子各部所存異物清除干凈，將轉(zhuǎn)子和與其配套的芯軸工裝把合牢固，調(diào)整好平衡機左右擺架之間的距離，將轉(zhuǎn)子置于平衡機上，并將轉(zhuǎn)子外緣密封好。

（2）將轉(zhuǎn)子的許用不平衡力矩u、轉(zhuǎn)子直徑D、轉(zhuǎn)子質(zhì)量m、轉(zhuǎn)速n、許用偏心距e等相關(guān)數(shù)據(jù)輸入動平衡機的計算機內(nèi)，做初步動平衡試驗。

試驗轉(zhuǎn)速n的選擇：為保證動平衡試驗機的安全運轉(zhuǎn)，試驗轉(zhuǎn)速的選擇至關(guān)重要，當(dāng)未知試驗轉(zhuǎn)子動平衡在何相位角需加何重徑積值之前，轉(zhuǎn)子動平衡線速度應(yīng)控制在＜15m/s范圍內(nèi)。

（3）轉(zhuǎn)子在經(jīng)過初步動平衡試驗之后，再根據(jù)轉(zhuǎn)子的最高轉(zhuǎn)速要求，選擇動平衡機主軸轉(zhuǎn)速，進一步進行動平衡試驗。

若轉(zhuǎn)子的殘余不平衡量小于許用值，則轉(zhuǎn)子動平衡試驗合格；若超出許用值，則需要按照計算機顯示的不平衡位置及質(zhì)量，對轉(zhuǎn)子加焊配重塊，配重塊焊接完畢后，再進行動平衡校正試驗，直至轉(zhuǎn)子的殘余不平衡量數(shù)值小于許用值，證明此時試驗結(jié)果合格，動平衡試驗結(jié)束。

2.2部分大型轉(zhuǎn)子的G6.3級動平衡試驗結(jié)果（表2）

3　結(jié)語

YYW-30000A型硬支撐動平衡機的成功開發(fā)和應(yīng)用，結(jié)束了我公司在生產(chǎn)的籠式轉(zhuǎn)子直徑＞3 000mm以上時，只能依靠便攜式動平衡儀進行動平衡檢測的狀況，克服了便攜式動平衡儀因支撐剛度的變化，檢測結(jié)果重復(fù)性差的缺點；硬支撐雙面平衡，轉(zhuǎn)子的動平衡精度更高、更準，減小了動不平衡力矩對軸承等的影響，提高了分級設(shè)備的使用壽命。

該動平衡機結(jié)構(gòu)簡單，運行平穩(wěn)可靠；平衡精度準確，效率高，顯示直觀，操作維修方便；裝機功率低，可調(diào)速，適應(yīng)范圍廣；單移動支架，節(jié)省制造費用；可覆蓋周邊企業(yè)多種選粉機轉(zhuǎn)子的動平衡測試需求，有較好的經(jīng)濟與社會效益。■

Development and Application of Dynamic Balancing Machine for Large Cage Rotor

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A

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