風機現(xiàn)場動平衡儀的開發(fā)
風機葉輪的不平衡常常是引起風機振動的主要原因。由于風機生產(chǎn)廠家般只對葉輪在動平衡機上進行單體平衡。組裝風機整機振動常會出現(xiàn)超標現(xiàn)象,引起這種超標現(xiàn)象的原因大致有:1裝配誤差;2焊接葉輪在焊縫處應力釋放產(chǎn)生不均勻稱的變化;3不均勻磨損;4葉輪上污垢堆積等。
目前運行中的風機,一旦發(fā)生由上述原因引起的不平衡振動故障,常常需要將葉輪拆下,送風機生產(chǎn)廠家維修,在動平衡機上進行校平衡。這種動平衡方修成本也比較高。如果能在工業(yè)現(xiàn)場對風機進行整機動平衡,消除由于不平衡引起的振動,那將具有十分重要的意義。
1影響系數(shù)法動平衡原理整機動平衡的方法很多,以影響系數(shù)法最為尚單實用。常風機屬剛性轉(zhuǎn)子,滿足線性疊加原理,當風機的固有特性系統(tǒng)剛度阻尼質(zhì)量保持不變時,風機的不平衡響應的幅值同不平衡量大小成正比,不平衡響應的相位與不平衡量的相位差為固定值。
結(jié)合影響系數(shù)法的平衡原理設風機的不平衡量為依據(jù),原始不平衡振動應在風葉上試加重后的平衡振動響應,為試加重所引起的振動響應,根據(jù)系統(tǒng)線性疊加原理求得風機的原始不平衡量的大小為由于原始振動響應的相位與原始不平衡量位置位置的差值相等。因此,從試加重位置沿著尋找去重位置。通過上述分析,得到風機動平衡時的兩響系數(shù)1幅值影響系數(shù)=2相位影響系數(shù)。
2不平衡振動響應測量原理風機的不平衡響應是個正弦信號,用影響系數(shù)法對風機進行現(xiàn)場整機動平衡的關鍵是如何測得不平衡振動信號的幅值于相位。不平衡振動信號的測相測幅原理2,中不平衡相位角令為不平衡振動信號最大值振幅同基準信號上升沿之間的夾角21.
3平衡儀的硬件設計31振動信號提取由。01速度型測振傳感器,拾取風機軸承座處振動信號。振動信號經(jīng)自動量程,進行放大或者衰減處理。不平衡振動信號為同轉(zhuǎn)子同頻的正弦信號,實際從軸承座處提取的信號處除平衡所需的有用信號外,還包含其他干擾信號。為剔除干擾,選用中心頻率可控的帶通濾波器,帶通濾波器中心頻率由轉(zhuǎn)速信號。將處理后的信號,送入人工智能,轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送入平衡儀表,由軟件完成對不平衡振動信號幅值與相位的測量。
基準信號處理應用影響系數(shù)法作平衡時,需要個轉(zhuǎn)速信號作為基準,它是準確測量不平衡響應幅值與相位的前提。實際平衡時,可以在風機的轉(zhuǎn)子上貼小片反光片,用光電傳感器對準轉(zhuǎn)子,這樣轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)動一周,光電傳感器就輸出個脈沖。用芯片對該信號進行適當?shù)恼屑纯色@得平衡所需的基準信號,路直接送入單片機進行測速測相;另路通過鎖相環(huán)構(gòu)成的倍頻電路,去控制帶通濾波器的中心頻率。
人際交互接口設計儀器的交互接口,主要包括鍵盤,液晶打印機。鍵盤用于測量數(shù)據(jù)測試命令的輸入。儀器采用以1569芯片實現(xiàn)鍵盤與儀表的接口,該芯片提供多種掃描方式,能對鍵盤不斷掃描,自動消抖,自動識別按下的鍵,并給出編碼。液晶主要用于顯振動信號的幅值相位;不平衡量的大小位置,而且能動態(tài)顯振動波形,實現(xiàn)動平衡步驟菜單化操作。儀器選用深圳天馬公司生產(chǎn)的點陣式形控制模塊,該模塊內(nèi)藏控制器,能方便顯點線和中文漢字.
4平衡儀的軟件設計現(xiàn)場智能整機動平衡儀的硬件結(jié)構(gòu)框,這是個以人為核心的單片機測量系統(tǒng)。除單片機外,系統(tǒng)還包括傳感器模塊信號預處理模塊人機交互模塊等。
風機整機動平衡儀是通過軟件和硬件的相互協(xié)調(diào)來實現(xiàn)儀器的各項功能,主要包括以下關鍵模塊轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速測量,基準信號和不平衡振動信號衡所需參數(shù)的輸入,粗平衡精平衡計算,平衡結(jié)果打印。整個軟件系統(tǒng)的功能采用兩級中斷的方式實現(xiàn),即鍵盤中斷和定時中斷,其中定時中斷的優(yōu)先級高于鍵盤中斷的優(yōu)先級。當儀器上電啟動后,先對系統(tǒng)進行初始化,并顯系統(tǒng)的功能菜單,然后碰盤等待鍵按下,即向CPU發(fā)出中斷請求,CPU根據(jù)計算的鍵碼不同,執(zhí)行相應菜單的功能。
系統(tǒng)初始化.由于風機的葉輪通過聯(lián)軸節(jié)同電機聯(lián)成體,因此,選擇電機的外殼作為振動的測量點,能較靈敏地反映風機的不平衡振動情況且測振傳感器固定十分方便。另外在聯(lián)軸節(jié)旋轉(zhuǎn)圓周上貼上反光片,用光電傳感器對準反光片用于獲得基準信號。布置好傳感器后即可對風機進行動平衡,平衡結(jié)果如1所不,風機經(jīng)上述平衡后,振動由原來的10,下降至08總的振動下降率達到可觀。平衡后的風機振動烈度己經(jīng)大大優(yōu)于風機國家標準的優(yōu)秀等級。
結(jié)束語生產(chǎn)實踐證明,提出的風機現(xiàn)場智能整機動平衡儀的設計方案是正確可行的,動平衡儀具有操作方便結(jié)構(gòu)簡單工作穩(wěn)定等優(yōu)點,對風機的生產(chǎn)和維修具有十分重要的意義,具有廣闊的應用前景。
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