一種無需試加重量的現(xiàn)場動平衡方法及實現(xiàn)該方法的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無需試加重量的現(xiàn)場動平衡方法及實現(xiàn)該方法的系統(tǒng)。所述方法包括按如下公式計算需配重的大?。杭叭缦鹿接嬎阈枧渲氐南辔唬害龋溅?Φ1?Φ2+180°。實現(xiàn)所述方法的系統(tǒng)包括振動傳感器、鍵相傳感器、放大/濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換器、中央處理器和顯示單元。通過多次實際機組的現(xiàn)場動平衡驗證表明，采用本發(fā)明所述公式可直接計算得到需要配重的大小和相位，省去了現(xiàn)有方法中必須試加重量的步驟，不僅簡化了現(xiàn)場動平衡操作，關(guān)鍵是減少了一次設(shè)備的停/開機過程，可給企業(yè)帶來極大的經(jīng)濟效益，具有顯著性進步。
【專利說明】
一種無需試加重量的現(xiàn)場動平衡方法及實現(xiàn)該方法的系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種現(xiàn)場動平衡技術(shù)，具體說，是涉及一種無需試加重量的現(xiàn)場動平 衡方法及實現(xiàn)該方法的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 工業(yè)生產(chǎn)中轉(zhuǎn)子不平衡是旋轉(zhuǎn)設(shè)備產(chǎn)生振動、噪聲和引起故障的主要原因，所以， 轉(zhuǎn)子動平衡是旋轉(zhuǎn)設(shè)備必須解決的一個基本問題?，F(xiàn)場動平衡技術(shù)就是一項在現(xiàn)場依托旋 轉(zhuǎn)設(shè)備本身的支撐環(huán)境、采用專用測量系統(tǒng)進行現(xiàn)場測量、計算加（減）重量的大小和位 置、然后在轉(zhuǎn)子上加減重量達到轉(zhuǎn)子平衡、減小設(shè)備振動的技術(shù)。目前，現(xiàn)場動平衡方法，至 少需要經(jīng)過如下5個步驟：
[0003] 1)測量設(shè)備的初始振動和相位；
[0004] 2)停機，在適當位置加試重；
[0005] 3)開機，測量加試重后的振動和相位；
[0006] 4)停機，計算加（減）重量的大小和位置并完成加（減）重；
[0007] 5)開機運行。
[0008] 也就是說，現(xiàn)有技術(shù)要完成一項現(xiàn)場動平衡工作，至少要經(jīng)過兩次停/開機以 完成試加重量和加/減重操作，不僅給現(xiàn)實生產(chǎn)中的設(shè)備維護和維修帶來諸多不便，而 且降低了生產(chǎn)效率，尤其對大型、高溫設(shè)備，因停/開機一次產(chǎn)生的直接經(jīng)濟損失和間接 經(jīng)濟損失相當大，譬如：某煉油廠催化車間能量回收機組的煙氣輪機，功率lOOOOkw，轉(zhuǎn)速 5800rpm，煙氣溫度650°C，若按照現(xiàn)有技術(shù)完成現(xiàn)場動平衡，至少需要兩個停/開機過程， 而每個停/開機過程都需要降溫冷卻/升溫暖機至少需要48小時；也就是說，如果能減少 一次停/開機，即可提前48小時投入運行，其直接經(jīng)濟效益可回收48萬度電能，而提前48 小時投入生產(chǎn)的間接經(jīng)濟效益則更是巨大，因此，研究一種可減少停/開機次數(shù)的現(xiàn)場動 平衡方法將具有非常顯著的經(jīng)濟價值和工業(yè)化意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述問題和需求，本發(fā)明的目的是提供一種無需試加重量 的現(xiàn)場動平衡方法及實現(xiàn)該方法的系統(tǒng)，以減少現(xiàn)場動平衡所需停/開機的次數(shù)。
[0010] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0011] -種無需試加重量的現(xiàn)場動平衡方法，包括如下步驟：
[0012] 1)按如下公式計算需配重的大小：
[0013]
[0014] 式中：Q是配
重物的重量；
[0015] A。是初始振動幅值，由振動傳感器測量得到；
[0016] Qi是軸承載荷，由對應(yīng)轉(zhuǎn)子的設(shè)計說明書提供；
[0017] Ri是轉(zhuǎn)子質(zhì)心的許用偏心距，可根據(jù)轉(zhuǎn)速及要求的動平衡精度由動平衡標準查詢 得到；
[0018] A是實現(xiàn)平衡后的目標振動幅值，可根據(jù)轉(zhuǎn)速及要求的動平衡精度由動平衡標準 查詢得到；
[0019] R2是配重位置的半徑；
[0020] 2)按如下公式計算需配重的相位：
[0021] Θ =
[0022] 式中：Φ為工頻信號相位，由鍵相傳感器測量得到；
[0023] 為轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的滯后角，由如下公式計算得到：
[0024]
其中：
[0025] ω為動平衡測量轉(zhuǎn)速；
[0026] ω i為臨界轉(zhuǎn)速，由對應(yīng)轉(zhuǎn)子的設(shè)計說明書提供；
[0027] Φ2為測量系統(tǒng)（包括傳感器、采集系統(tǒng)）的滯后角，需事先進行標定得到。
[0028] 作為一種優(yōu)選方案，所述的現(xiàn)場動平衡方法，包括如下步驟：
[0029] a)計算每個通道的轉(zhuǎn)頻振動幅值和通頻振動幅值，并判斷是否為平衡故障；
[0030] b)當判斷為是平衡故障時，計算需配重的大小和相位；
[0031] c)根據(jù)計算結(jié)果進行配重，完成現(xiàn)場動平衡。
[0032] 作為進一步優(yōu)選方案，當轉(zhuǎn)頻振動幅值/通頻振動幅值多0. 5時，判斷為是平衡故 障。
[0033] 一種實現(xiàn)本發(fā)明所述現(xiàn)場動平衡方法的系統(tǒng)，包括振動傳感器、鍵相傳感器、放大 /濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換器、中央處理器和顯示單元，所述振動傳感器的信號輸出端與放大/濾 波電路的信號輸入端相連接，所述放大/濾波電路的信號輸出端及鍵相傳感器的信號輸出 端均與A/D轉(zhuǎn)換器的信號輸入端相連接，所述A/D轉(zhuǎn)換器的信號輸出端與中央處理器的信 號輸入端相連接，所述中央處理器的信號輸出端與顯示單元的信號輸入端相連接。
[0034] 所述的振動傳感器可以是加速度式、速度式或位移式。
[0035] 所述的鍵相傳感器可以是光電式、趨近式或磁敏式。
[0036] 所述的放大/濾波電路可自動跟蹤轉(zhuǎn)速實現(xiàn)帶通濾波。
[0037] 所述的A/D轉(zhuǎn)換器為16位或24位。
[0038] 所述的顯示單元為觸摸顯示屏。
[0039] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：
[0040] 通過多次實際機組的現(xiàn)場動平衡驗證表明，采用本發(fā)明所述公式可直接計算得到 需要配重的大小和相位，無需通過試加重量即可完成現(xiàn)場動平衡過程，相對于現(xiàn)有技術(shù)，不 僅簡化了現(xiàn)場動平衡操作，關(guān)鍵是減少了現(xiàn)場設(shè)備的停/開機次數(shù)，可給企業(yè)帶來極大的 經(jīng)濟效益，具有顯著性進步。
【附圖說明】
[0041] 圖1為實現(xiàn)本發(fā)明所述現(xiàn)場動平衡方法的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0042] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細、完整地說明。
[0043] 一種無需試加重量的現(xiàn)場動平衡方法，包括如下步驟：
[0044] 1)按如下公式計算需配重的大小：
[0045]
[0046] 式中：Q是配重物的重量；
[0047] A。是初始振動幅值，由振動傳感器測量得到；
[0048] Qi是軸承載荷，由對應(yīng)轉(zhuǎn)子的設(shè)計說明書提供；
[0049] &是轉(zhuǎn)子質(zhì)心的許用偏心距，可根據(jù)轉(zhuǎn)速及要求的動平衡精度由動平衡標準查詢 得到；
[0050] A是實現(xiàn)平衡后的目標振動幅值，可根據(jù)轉(zhuǎn)速及要求的動平衡精度由動平衡標準 查詢得到；
[0051] R2是配重位置的半徑；
[0052] 2)按如下公式計算需配重的相位：
[0053] Θ =
[0054] 式中：Φ為工頻信號相位，由鍵相傳感器測量得到；
[0055] 為轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的滯后角，由如下公式計算得到：
[0056]
> 其中：
[0057] ω為動平衡測量轉(zhuǎn)速；
[0058] ω i為臨界轉(zhuǎn)速，由對應(yīng)轉(zhuǎn)子的設(shè)計說明書提供；
[0059] Φ2為測量系統(tǒng)（包括傳感器、采集系統(tǒng)）的滯后角，需事先進行標定得到。
[0060] 作為一種優(yōu)選方案，所述的現(xiàn)場動平衡方法，包括如下步驟：
[0061] a)計算每個通道的轉(zhuǎn)頻振動幅值和通頻振動幅值，并判斷是否為平衡故障；
[0062] b)當判斷為是平衡故障時，計算需配重的大小和相位；
[0063] c)根據(jù)計算結(jié)果進行配重，完成現(xiàn)場動平衡。
[0064] 當轉(zhuǎn)頻振動幅值/通頻振動幅值多0. 5時，判斷為是平衡故障。
[0065] 如圖1所示：一種實現(xiàn)本發(fā)明所述現(xiàn)場動平衡方法的系統(tǒng)，包括振動傳感器、鍵相 傳感器、放大/濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換器、中央處理器和顯示單元，所述振動傳感器的信號輸出 端與放大/濾波電路的信號輸入端相連接，所述放大/濾波電路的信號輸出端及鍵相傳感 器的信號輸出端均與A/D轉(zhuǎn)換器的信號輸入端相連接，所述A/D轉(zhuǎn)換器的信號輸出端與中 央處理器的信號輸入端相連接，所述中央處理器的信號輸出端與顯示單元的信號輸入端相 連接。
[0066] 所述的振動傳感器可以是加速度式、速度式或位移式。
[0067] 所述的鍵相傳感器可以是光電式、趨近式或磁敏式。
[0068] 所述的放大/濾波電路可自動跟蹤轉(zhuǎn)速實現(xiàn)帶通濾波。
[0069] 所述的A/D轉(zhuǎn)換器為16位或24位。
[0070] 所述的顯示單元為觸摸顯示屏。
[0071] 通過多次實際機組的現(xiàn)場動平衡驗證表明，采用本發(fā)明所述公式可直接計算得到 需要配重的大小和相位，無需通過試加重量即可完成現(xiàn)場動平衡過程，相對于現(xiàn)有技術(shù)，不 僅簡化了現(xiàn)場動平衡操作，關(guān)鍵是減少了現(xiàn)場設(shè)備的停/開機次數(shù)，可給企業(yè)帶來極大的 經(jīng)濟效益，具有顯著性進步。
[0072] 最后有必要在此說明的是：以上內(nèi)容只用于對本發(fā)明技術(shù)方案做進一步詳細說 明，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的上述內(nèi)容作出 的一些非本質(zhì)的改進和調(diào)整均屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種無需試加重量的現(xiàn)場動平衡方法，其特征在于，包括如下步驟： 1) 按如下公式計算需配重的大?。菏街校篞是配重物的重量； A。是初始振動幅值； Qi是軸承載荷； Ri是轉(zhuǎn)子質(zhì)屯、的許用偏屯、距； A是實現(xiàn)平衡后的目標振動幅值； Rz是配重位置的半徑； 2) 按如下公式計算需配重的相位： 0 =巫-巫 1-巫 2+180° 式中：O為工頻信號相位； 01為轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的滯后角，由如下公式計算得到：其中的《為動平衡測量轉(zhuǎn)速、為臨界轉(zhuǎn)速； 為測量系統(tǒng)的滯后角。2. 如權(quán)利要求1所述的現(xiàn)場動平衡方法，其特征在于，包括如下步驟： a) 計算每個通道的轉(zhuǎn)頻振動幅值和通頻振動幅值，并判斷是否為平衡故障； b) 當判斷為是平衡故障時，計算需配重的大小和相位； C)根據(jù)計算結(jié)果進行配重，完成現(xiàn)場動平衡。3. 如權(quán)利要求2所述的現(xiàn)場動平衡方法，其特征在于：當轉(zhuǎn)頻振動幅值/通頻振動幅 值> 0. 5時，判斷為是平衡故障。4. 一種實現(xiàn)權(quán)利要求1至3任一項所述的現(xiàn)場動平衡方法的系統(tǒng)，其特征在于：包括 振動傳感器、鍵相傳感器、放大/濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換器、中央處理器和顯示單元，所述振動 傳感器的信號輸出端與放大/濾波電路的信號輸入端相連接，所述放大/濾波電路的信號 輸出端及鍵相傳感器的信號輸出端均與A/D轉(zhuǎn)換器的信號輸入端相連接，所述A/D轉(zhuǎn)換器 的信號輸出端與中央處理器的信號輸入端相連接，所述中央處理器的信號輸出端與顯示單 元的信號輸入端相連接。5. 如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于：所述的振動傳感器為加速度式、速度式或位 移式。6. 如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于：所述的鍵相傳感器為光電式、趨近式或磁敏 式。7. 如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于：所述的放大/濾波電路可自動跟蹤轉(zhuǎn)速實 現(xiàn)帶通濾波。8. 如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于：所述的A/D轉(zhuǎn)換器為16位或24位。9. 如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于：所述的顯示單元為觸摸顯示屏。
【文檔編號】G01M1/30GK106033018SQ201510120800
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2015年3月19日
【發(fā)明人】薛彪, 劉清華, 王忠實, 徐光增, 綦連聲
【申請人】上海旗升電氣股份有限公司, 王忠實