專利名稱：在線動(dòng)平衡裝置和在線動(dòng)平衡系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種在線動(dòng)平衡裝置和在線動(dòng)平衡系統(tǒng)，尤其涉及一種應(yīng)用于大 型風(fēng)機(jī)的在線動(dòng)平衡裝置和在線動(dòng)平衡系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
轉(zhuǎn)爐一次除塵風(fēng)機(jī)作為轉(zhuǎn)爐設(shè)備系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，是提供轉(zhuǎn)爐煙氣回收和排放的 動(dòng)力源。如果運(yùn)行情況不良，轉(zhuǎn)速跟不上會(huì)直接導(dǎo)致轉(zhuǎn)爐煙氣回收和排放不暢，高溫?zé)煔獾?烘烤灼燒對(duì)整個(gè)濕法除塵系統(tǒng)(0G系統(tǒng))和廠房結(jié)構(gòu)造成巨大損害，對(duì)煙罩的損害尤為嚴(yán) 重，一次除塵風(fēng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間帶病運(yùn)行將會(huì)引發(fā)極大的安全隱患；同時(shí)，由于動(dòng)力不足，大量的 煙氣無(wú)法被有效地去除，導(dǎo)致大量的煙塵排放到環(huán)境中，在國(guó)家越來(lái)越注重環(huán)境、節(jié)能減排 的大政策下，這是完全不允許的。因此，一次除塵風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀況不良直接損害了廠房其它 設(shè)備，從而帶來(lái)極其嚴(yán)重的后果。轉(zhuǎn)爐一次除塵風(fēng)機(jī)的振動(dòng)值是衡量設(shè)備是否正常的重要指標(biāo)，振動(dòng)值可以用加速 度、速度或者位移來(lái)表示。振動(dòng)值是隨著風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的提高而增大的，目前設(shè)備振動(dòng)加速度的 報(bào)警值為5mm/s2，停機(jī)值為7mm/s2。長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的風(fēng)機(jī)葉輪會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)子積垢、磨損等問(wèn)題， 導(dǎo)致葉輪動(dòng)不平衡，使得風(fēng)機(jī)的振動(dòng)值持續(xù)增大，當(dāng)振動(dòng)接近報(bào)警值時(shí)只能降低風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn) 速使風(fēng)機(jī)帶病運(yùn)行。由于缺乏有效地處理在線動(dòng)平衡的手段，當(dāng)風(fēng)機(jī)葉輪振動(dòng)過(guò)大而無(wú)法 使用時(shí)，只能停產(chǎn)檢修，將風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子下線找動(dòng)平衡重新更換轉(zhuǎn)子，在緊張的生產(chǎn)形勢(shì)下，停 產(chǎn)檢修會(huì)造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。更換一次風(fēng)機(jī)需要20多名技術(shù)工人工作M 32小時(shí)的 時(shí)間，如此長(zhǎng)時(shí)間大量的工作成為提高轉(zhuǎn)爐檢修效率的最大障礙。而且，一次除塵風(fēng)機(jī)作為 高速轉(zhuǎn)動(dòng)的大功率設(shè)備，本身就有著極大的不確定性，如果葉輪上出現(xiàn)過(guò)厚的污垢突然脫 落，葉輪的動(dòng)平衡會(huì)被瞬間破壞，導(dǎo)致事故的發(fā)生。當(dāng)然，在對(duì)風(fēng)機(jī)葉輪進(jìn)行在線清垢是可 行的，但是無(wú)法保證清垢的均勻性，無(wú)法保證清垢后的葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)平衡。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種風(fēng)機(jī)的在線動(dòng)平衡裝置和在線動(dòng)平衡系統(tǒng)，其能 夠在不更換葉輪的情況下通過(guò)在葉輪上在線增減配重的手段，使葉輪維持平衡，將風(fēng)機(jī)的 振動(dòng)控制在較低的水平。本實(shí)用新型的基本原理是針對(duì)提釩煉鋼廠的除塵風(fēng)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備布局和工作環(huán) 境，通過(guò)傳感器測(cè)量在線工作的風(fēng)機(jī)葉輪的振動(dòng)和速度，得出葉輪工作轉(zhuǎn)速時(shí)的不平衡量 的大小和相位后，計(jì)算出對(duì)應(yīng)的配重大小和位置，在葉輪上增減配重來(lái)達(dá)到風(fēng)機(jī)葉輪的動(dòng)平衡。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例提供了一種用于測(cè)量轉(zhuǎn)子的不平衡 量的在線動(dòng)平衡裝置，所述轉(zhuǎn)子具有轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸通過(guò)軸承支撐，其特征在于，所述在線 動(dòng)平衡裝置包括第一傳感器，設(shè)置在轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸附近，用于測(cè)量轉(zhuǎn)子振動(dòng)的相位和轉(zhuǎn)子的 轉(zhuǎn)速；至少一個(gè)振動(dòng)傳感器，設(shè)置在轉(zhuǎn)子的軸承附近，用于測(cè)量轉(zhuǎn)子的振動(dòng)加速度；動(dòng)平衡儀表主體，動(dòng)平衡儀表主體與第一傳感器和所述至少一個(gè)振動(dòng)傳感器均電連接并接收第一 傳感器和所述至少一個(gè)振動(dòng)傳感器測(cè)得的數(shù)據(jù)，動(dòng)平衡儀表主體用于顯示根據(jù)所測(cè)得的所 述相位、所述轉(zhuǎn)速以及所述振動(dòng)加速度而計(jì)算出的轉(zhuǎn)子的不平衡量。優(yōu)選地，所述第一傳感器是光電基準(zhǔn)傳感器或鍵相位傳感器。優(yōu)選地，所述至少一個(gè)振動(dòng)傳感器包括兩個(gè)振動(dòng)傳感器，分別設(shè)置在轉(zhuǎn)子的固定 端軸承和浮動(dòng)端軸承的附近。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例還提供了一種用于平衡轉(zhuǎn)子的不平衡量的在線動(dòng)平衡 系統(tǒng)，其特征在于，所述在線動(dòng)平衡系統(tǒng)包括如上所述的在線動(dòng)平衡裝置；多個(gè)配重，根 據(jù)所述在線動(dòng)平衡裝置計(jì)算出的轉(zhuǎn)子的不平衡量而設(shè)置在轉(zhuǎn)子的表面上。優(yōu)選地，所述多個(gè)配重分別設(shè)置在轉(zhuǎn)子表面的不同方向上。優(yōu)選地，所述多個(gè)配重分別設(shè)置在轉(zhuǎn)子表面的從轉(zhuǎn)子中心輻射出的四個(gè)方向中的 至少一個(gè)方向上，四個(gè)方向中的相鄰的方向之間的角間隔為90度。所述配重根據(jù)計(jì)算得出的試重對(duì)測(cè)點(diǎn)的影響系數(shù)來(lái)設(shè)置。本實(shí)用新型的在線動(dòng)平衡裝置及在線動(dòng)平衡系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡調(diào)整時(shí)間大幅減??；顯著減少了風(fēng)機(jī)振動(dòng)，例如，振動(dòng)加速度可以小于1. 5mm/s2 ；存在動(dòng)不平衡問(wèn)題的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡調(diào)整的有效率達(dá)到100% ；動(dòng)平衡調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行的故障率小于1 %。

通過(guò)
以下結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例進(jìn)行的描述，本實(shí)用新型的上述和其他目的和特點(diǎn)將 會(huì)變得更加清楚，其中圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的配重在轉(zhuǎn)子上的定位圖；圖2是示意性示出轉(zhuǎn)子的不平衡量的矢量分解圖；圖3是示意性示出根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的鍵相位傳感器的結(jié)構(gòu)和所檢測(cè)的 電壓的示圖；圖4A和圖4B是示意性示出根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的振動(dòng)傳感器的使用狀態(tài) 圖；圖5是示意性示出根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的在線動(dòng)平衡裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖6是示意性示出根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的動(dòng)平衡儀表顯示相位振動(dòng)的示圖。圖7是示意性示出根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的動(dòng)平衡儀表顯示的不同時(shí)段的頻 域波形圖。
具體實(shí)施方式
以下，參照附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施例。在轉(zhuǎn)子的幅面上定4個(gè)位置(如圖1所示)用來(lái)固定配重，如圖2所示，各種相 位的不平衡量/都能通過(guò)矢量分解到從轉(zhuǎn)子中心輻射出的0度，90度，180度以及270度四 個(gè)方向上，這樣所有方向的動(dòng)不平衡量都能通過(guò)在4個(gè)位置上固定相應(yīng)質(zhì)量的配重來(lái)平衡 掉。配重的位置可以在一個(gè)同心圓上，其距轉(zhuǎn)子中心的距離可以恒定不變。[0028]本實(shí)用新型可以采用工程中經(jīng)常用到的鍵相位傳感器，如圖3所示，鍵相位傳感 器包括鍵相器探頭1、安裝架2，被測(cè)軸表面上設(shè)置有凸鍵3或者凹槽4，鍵相器探頭的前端 與被測(cè)軸最靠近探頭的位置(如果是帶有凹槽4的被測(cè)軸，則是被測(cè)軸表面；如果是帶有凸 鍵3的被測(cè)軸，則是離探頭最近的凸鍵3表面)之間設(shè)有安裝間隙，通過(guò)測(cè)量鍵相位來(lái)監(jiān)測(cè) 振動(dòng)的相位，同時(shí)利用鍵相位傳感器的脈沖可以計(jì)算葉輪轉(zhuǎn)速。安裝電壓是鍵相位傳感器 測(cè)得的與安裝間隙對(duì)應(yīng)的電壓。通過(guò)以上參數(shù)(振動(dòng)的相位、葉輪轉(zhuǎn)速)可以計(jì)算試重對(duì) 振動(dòng)矢量的影響系數(shù)，從而能確定振動(dòng)矢量和配重的平衡矢量之間的關(guān)系，得出與振動(dòng)對(duì) 應(yīng)的應(yīng)加配重的大小和安裝角度。針對(duì)鋼廠的現(xiàn)場(chǎng)情況，本實(shí)用新型最好采用光電基準(zhǔn)傳感器代替鍵相位傳感器， 在風(fēng)機(jī)葉輪軸上面貼反光膠帶代替凸鍵3或者凹槽4，這樣無(wú)需在風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的葉輪上設(shè) 置凸鍵或者凹槽，因此不會(huì)對(duì)葉輪的轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡造成任何影響。要求反光膠帶的位置應(yīng) 該與葉輪上的其中一個(gè)安裝配重的位置對(duì)應(yīng)。振動(dòng)傳感器(也叫加速度傳感器)一般測(cè)量固定端軸承的徑向(即垂直于軸向的 方向)的振動(dòng)，振動(dòng)傳感器通常包括X方向探頭和Y方向探頭這兩個(gè)傳感器。如圖4A和圖 4B所示，兩個(gè)傳感器可置于軸承座圓周外的任意位置，只要保證兩個(gè)傳感器(兩個(gè)探頭)之 間相隔90士5度的相位。優(yōu)選的是，安裝位置盡量靠近軸承，探頭的中心線應(yīng)該與轉(zhuǎn)子軸心 線正交；風(fēng)機(jī)葉輪軸表面被探頭監(jiān)測(cè)的為一圓柱面區(qū)域，該圓柱面區(qū)域的沿軸向的長(zhǎng)度約 為探頭直徑的1.5倍，在該圓柱面區(qū)域內(nèi)應(yīng)該無(wú)刻劃痕跡或其他任何不連續(xù)的表面(如油 孔、鍵或槽等)，以保證測(cè)得準(zhǔn)確的振動(dòng)加速度。圖5是根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的風(fēng)機(jī)在線動(dòng)平衡裝置的示意圖。在線動(dòng)平衡 裝置包括動(dòng)平衡儀表主體9、振動(dòng)傳感器10和光電基準(zhǔn)傳感器11。電機(jī)5通過(guò)軸帶動(dòng)風(fēng) 機(jī)葉輪6旋轉(zhuǎn)，葉輪6具有固定端軸承7和浮動(dòng)端軸承8，與動(dòng)平衡儀表主體9的連接的兩 個(gè)振動(dòng)傳感器(加速度傳感器)10分別設(shè)置在固定端軸承7和浮動(dòng)端軸承8的附近，用于 檢測(cè)振動(dòng)加速度，光電基準(zhǔn)傳感器11設(shè)置在風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)軸附近，用于檢測(cè)振動(dòng)的相位和葉輪轉(zhuǎn) 速。其中，振動(dòng)傳感器10和光電基準(zhǔn)傳感器11均電連接到動(dòng)平衡儀表主體9，以使振動(dòng)傳 感器10和光電基準(zhǔn)傳感器11所測(cè)得的數(shù)據(jù)傳遞給動(dòng)平衡儀表主體9。風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后，動(dòng)平衡儀表主體9上會(huì)顯示不平衡量的參數(shù)(不平衡量的大小、相 位)，并且顯示通過(guò)計(jì)算得出的各種診斷用圖表(頻域波形，時(shí)域波形等)。圖6和圖7是 本實(shí)用新型的動(dòng)平衡儀表主體9的顯示界面。單面動(dòng)平衡的影響系數(shù)計(jì)算方法為首先，在轉(zhuǎn)子上任選一位置作為0度的相位參考點(diǎn)，將轉(zhuǎn)子啟動(dòng)至平衡轉(zhuǎn)速，所述 平衡轉(zhuǎn)速是指能夠最精確地測(cè)出轉(zhuǎn)子振動(dòng)矢量時(shí)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速(該轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速通常是轉(zhuǎn) 子的徑向振動(dòng)和轉(zhuǎn)子軸承基座發(fā)生共振時(shí)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速)，然后利用動(dòng)平衡儀表的傳感 器測(cè)出軸承的初始基頻振動(dòng)Λ。然后，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)估計(jì)平衡重量(即，試重)，在平衡面上加試重泣，在同一平衡轉(zhuǎn)速 下，利用動(dòng)平衡儀表的傳感器測(cè)得軸承的基頻振動(dòng)^。接著，計(jì)算試重一對(duì)測(cè)點(diǎn)的影響系數(shù)
權(quán)利要求1.一種用于測(cè)量轉(zhuǎn)子的不平衡量的在線動(dòng)平衡裝置，所述轉(zhuǎn)子具有轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸通 過(guò)軸承支撐，其特征在于，所述在線動(dòng)平衡裝置包括第一傳感器，設(shè)置在轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸附近，用于測(cè)量轉(zhuǎn)子振動(dòng)的相位和轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速； 至少一個(gè)振動(dòng)傳感器，設(shè)置在轉(zhuǎn)子的軸承附近，用于測(cè)量轉(zhuǎn)子的振動(dòng)加速度； 動(dòng)平衡儀表主體，動(dòng)平衡儀表主體與第一傳感器和所述至少一個(gè)振動(dòng)傳感器均電連接 并接收第一傳感器和所述至少一個(gè)振動(dòng)傳感器測(cè)得的數(shù)據(jù)，動(dòng)平衡儀表主體用于顯示根據(jù) 所測(cè)得的所述相位、所述轉(zhuǎn)速以及所述振動(dòng)加速度而計(jì)算出的轉(zhuǎn)子的不平衡量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線動(dòng)平衡裝置，其特征在于， 所述第一傳感器是光電基準(zhǔn)傳感器或鍵相位傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的在線動(dòng)平衡裝置，其特征在于，所述至少一個(gè)振動(dòng)傳感器包括兩個(gè)振動(dòng)傳感器，分別設(shè)置在轉(zhuǎn)子的固定端軸承和浮動(dòng) 端軸承的附近。
4.一種用于平衡轉(zhuǎn)子的不平衡量的在線動(dòng)平衡系統(tǒng)，其特征在于，所述在線動(dòng)平衡系 統(tǒng)包括如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的在線動(dòng)平衡裝置；多個(gè)配重，根據(jù)所述在線動(dòng)平衡裝置計(jì)算出的轉(zhuǎn)子的不平衡量而設(shè)置在轉(zhuǎn)子的表面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的在線動(dòng)平衡系統(tǒng)，其特征在于， 所述多個(gè)配重分別設(shè)置在轉(zhuǎn)子表面的不同方向上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的在線動(dòng)平衡系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)配重分別設(shè)置在轉(zhuǎn)子表面的從轉(zhuǎn)子中心輻射出的四個(gè)方向中的至少一個(gè)方 向上，所述四個(gè)方向中的相鄰的方向之間的角間隔為90度。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種在線動(dòng)平衡裝置和在線動(dòng)平衡系統(tǒng)，所述在線動(dòng)平衡裝置包括第一傳感器，設(shè)置在轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸附近，用于測(cè)量轉(zhuǎn)子的振動(dòng)的相位和轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速；振動(dòng)傳感器，設(shè)置在轉(zhuǎn)子的軸承附近，用于測(cè)量轉(zhuǎn)子的振動(dòng)加速度；動(dòng)平衡儀表主體，用于顯示所測(cè)得的轉(zhuǎn)子的不平衡量，其中，振動(dòng)傳感器和第一傳感器均電連接到動(dòng)平衡儀表主體，以使振動(dòng)傳感器和第一傳感器所測(cè)得的數(shù)據(jù)傳遞給動(dòng)平衡儀表主體。所述在線動(dòng)平衡系統(tǒng)包括前面所述的在線動(dòng)平衡裝置；配重，設(shè)置在轉(zhuǎn)子的表面上。采用本實(shí)用新型的在線動(dòng)平衡裝置及在線動(dòng)平衡系統(tǒng)后，在大型風(fēng)機(jī)不更換葉輪的情況下，可以降低風(fēng)機(jī)的振動(dòng)，節(jié)約了生產(chǎn)時(shí)間，也節(jié)省了設(shè)備的外委修理費(fèi)用。
文檔編號(hào)G01M1/38GK201926542SQ201020693300
公開(kāi)日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者羅陽(yáng)春 申請(qǐng)人:攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼釩有限公司, 攀鋼集團(tuán)鋼鐵釩鈦股份有限公司