風(fēng)機(jī)現(xiàn)場動(dòng)平衡儀的開發(fā)
風(fēng)機(jī)葉輪的不平衡常常是引起風(fēng)機(jī)振動(dòng)的主要原因。由于風(fēng)機(jī)生產(chǎn)廠家般只對葉輪在動(dòng)平衡機(jī)上進(jìn)行單體平衡。組裝風(fēng)機(jī)整機(jī)振動(dòng)常會(huì)出現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象,引起這種超標(biāo)現(xiàn)象的原因大致有:1裝配誤差;2焊接葉輪在焊縫處應(yīng)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(yùn)行中的風(fēng)機(jī),一旦發(fā)生由上述原因引起的不平衡振動(dòng)故障,常常需要將葉輪拆下,送風(fēng)機(jī)生產(chǎn)廠家維修,在動(dòng)平衡機(jī)上進(jìn)行校平衡。這種動(dòng)平衡方修成本也比較高。如果能在工業(yè)現(xiàn)場對風(fēng)機(jī)進(jìn)行整機(jī)動(dòng)平衡,消除由于不平衡引起的振動(dòng),那將具有十分重要的意義。
1影響系數(shù)法動(dòng)平衡原理整機(jī)動(dòng)平衡的方法很多,以影響系數(shù)法最為尚單實(shí)用。常風(fēng)機(jī)屬剛性轉(zhuǎn)子,滿足線性疊加原理,當(dāng)風(fēng)機(jī)的固有特性系統(tǒng)剛度阻尼質(zhì)量保持不變時(shí),風(fēng)機(jī)的不平衡響應(yīng)的幅值同不平衡量大小成正比,不平衡響應(yīng)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(shè)風(fēng)機(jī)的不平衡量為依據(jù),原始不平衡振動(dòng)應(yīng)在風(fēng)葉上試加重后的平衡振動(dòng)響應(yīng),為試加重所引起的振動(dòng)響應(yīng),根據(jù)系統(tǒng)線性疊加原理求得風(fēng)機(jī)的原始不平衡量的大小為由于原始振動(dòng)響應(yīng)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(fēng)機(jī)動(dòng)平衡時(shí)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(dòng)響應(yīng)測量原理風(fēng)機(jī)的不平衡響應(yīng)是個(gè)正弦信號,用影響系數(shù)法對風(fēng)機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場整機(jī)動(dòng)平衡的關(guān)鍵是如何測得不平衡振動(dòng)信號的幅值于相位。不平衡振動(dòng)信號的測相測幅原理2,中不平衡相位角令為不平衡振動(dòng)信號最大值振幅同基準(zhǔn)信號上升沿之間的夾角21.
3平衡儀的硬件設(shè)計(jì)31振動(dòng)信號提取由。01速度型測振傳感器,拾取風(fēng)機(jī)軸承座處振動(dòng)信號。振動(dòng)信號經(jīng)自動(dòng)量程,進(jìn)行放大或者衰減處理。不平衡振動(dòng)信號為同轉(zhuǎn)子同頻的正弦信號,實(shí)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(dòng)信號幅值與相位的測量。
基準(zhǔn)信號處理應(yīng)用影響系數(shù)法作平衡時(shí),需要個(gè)轉(zhuǎn)速信號作為基準(zhǔn),它是準(zhǔn)確測量不平衡響應(yīng)幅值與相位的前提。實(shí)際平衡時(shí),可以在風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上貼小片反光片,用光電傳感器對準(zhǔn)轉(zhuǎn)子,這樣轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)動(dòng)一周,光電傳感器就輸出個(gè)脈沖。用芯片對該信號進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼屑纯色@得平衡所需的基準(zhǔn)信號,路直接送入單片機(jī)進(jìn)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(shè)計(jì)儀器的交互接口,主要包括鍵盤,液晶打印機(jī)。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(shí)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(dòng)消抖,自動(dòng)識(shí)別按下的鍵,并給出編碼。液晶主要用于顯振動(dòng)信號的幅值相位;不平衡量的大小位置,而且能動(dòng)態(tài)顯振動(dòng)波形,實(shí)現(xiàn)動(dòng)平衡步驟菜單化操作。儀器選用深圳天馬公司生產(chǎn)的點(diǎn)陣式形控制模塊,該模塊內(nèi)藏控制器,能方便顯點(diǎn)線和中文漢字.
4平衡儀的軟件設(shè)計(jì)現(xiàn)場智能整機(jī)動(dòng)平衡儀的硬件結(jié)構(gòu)框,這是個(gè)以人為核心的單片機(jī)測量系統(tǒng)。除單片機(jī)外,系統(tǒng)還包括傳感器模塊信號預(yù)處理模塊人機(jī)交互模塊等。
風(fēng)機(jī)整機(jī)動(dòng)平衡儀是通過軟件和硬件的相互協(xié)調(diào)來實(shí)現(xiàn)儀器的各項(xiàng)功能,主要包括以下關(guān)鍵模塊轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速測量,基準(zhǔn)信號和不平衡振動(dòng)信號衡所需參數(shù)的輸入,粗平衡精平衡計(jì)算,平衡結(jié)果打印。整個(gè)軟件系統(tǒng)的功能采用兩級中斷的方式實(shí)現(xiàn),即鍵盤中斷和定時(shí)中斷,其中定時(shí)中斷的優(yōu)先級高于鍵盤中斷的優(yōu)先級。當(dāng)儀器上電啟動(dòng)后,先對系統(tǒng)進(jìn)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(jì)算的鍵碼不同,執(zhí)行相應(yīng)菜單的功能。
系統(tǒng)初始化.由于風(fēng)機(jī)的葉輪通過聯(lián)軸節(jié)同電機(jī)聯(lián)成體,因此,選擇電機(jī)的外殼作為振動(dòng)的測量點(diǎn),能較靈敏地反映風(fēng)機(jī)的不平衡振動(dòng)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(zhǔn)反光片用于獲得基準(zhǔn)信號。布置好傳感器后即可對風(fēng)機(jī)進(jìn)行動(dòng)平衡,平衡結(jié)果如1所不,風(fēng)機(jī)經(jīng)上述平衡后,振動(dòng)由原來的10,下降至08總的振動(dòng)下降率達(dá)到可觀。平衡后的風(fēng)機(jī)振動(dòng)烈度己經(jīng)大大優(yōu)于風(fēng)機(jī)國家標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)秀等級。
結(jié)束語生產(chǎn)實(shí)踐證明,提出的風(fēng)機(jī)現(xiàn)場智能整機(jī)動(dòng)平衡儀的設(shè)計(jì)方案是正確可行的,動(dòng)平衡儀具有操作方便結(jié)構(gòu)簡單工作穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),對風(fēng)機(jī)的生產(chǎn)和維修具有十分重要的意義,具有廣闊的應(yīng)用前景。
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