瀕臨報廢的失衡葉輪修復(fù)法淺析

摘 要：根據(jù)動、靜平衡測量原理，配合自制補(bǔ)償夾塊對瀕臨報廢的失衡葉輪進(jìn)行修復(fù)

關(guān)鍵詞：瀕臨報廢的失衡葉輪；靜平衡；動平衡；補(bǔ)償夾塊；V型支架；鐘擺運動

1、引言

由于化纖行業(yè)對產(chǎn)品質(zhì)量的溫濕度要求，廠區(qū)分布著大小各種型號的送排風(fēng)機(jī)。它們在溫濕度大、化工原料和積塵侵蝕的工作環(huán)境中長期的連續(xù)運轉(zhuǎn)，容易造成風(fēng)機(jī)葉輪的嚴(yán)重腐蝕、磨損、變形而引起轉(zhuǎn)子不平衡，這是回轉(zhuǎn)機(jī)械最常見的故障。失去動平衡的剛性轉(zhuǎn)子在高速旋轉(zhuǎn)的工作環(huán)境中，加大震動和噪音，嚴(yán)重時會導(dǎo)致軸承等附件報廢。

2、失衡的原因及造成的危害

葉輪在長期連續(xù)的運轉(zhuǎn)中，會產(chǎn)生一個慣性空間離心力，該力對葉輪支撐結(jié)構(gòu)產(chǎn)生壓力，葉輪發(fā)生微觀形變，并與潮濕的空氣氣體及空氣中雜質(zhì)發(fā)生摩擦，從而造成葉輪防腐層的脫落，進(jìn)而發(fā)生腐蝕變形，產(chǎn)生質(zhì)量分布不均勻而失去平衡。失去平衡的葉輪在旋轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生更大的離心力，引起風(fēng)機(jī)噪音增大，使主軸、連接件機(jī)支撐部件（軸承）等受力不均，產(chǎn)生疲勞載荷。

3、葉輪的修復(fù)方法

3.1葉輪處理結(jié)垢

3.1.1噴水除垢：這是一種常用的除垢方法，噴水體系裝在風(fēng)機(jī)葉輪動平衡測量儀的機(jī)殼上，由管道、3個噴嘴（1個坐落葉輪出口處，2個坐落葉輪進(jìn)口處）及排水孔構(gòu)成。水源為自來水，壓力約0.3MPa。這種方法通常是有用的。缺陷是每次停機(jī)除垢的時間較長，每月需停機(jī)數(shù)次停止除垢，影響機(jī)組的正常使用。

3.1.2高壓氣體除垢：改體系選用與噴水體系相似的結(jié)構(gòu)，但其管道為耐高壓管道、專用的噴嘴和高壓氣源。這種設(shè)備對葉片的除垢是快速有效的，它可以在風(fēng)機(jī)葉輪動平衡測量儀正常停機(jī)的空隙，敞開高壓氣源，僅用數(shù)十秒的時間即可完成除垢。因為操作簡便，一天可以停止許多次，不光處理了人工除垢吃力、費時的疑問，還明顯降低了全部機(jī)組的花費。但必須要有現(xiàn)成高壓氣源（壓力在0.8～1.5MPa之間，可以用壓縮空氣或氮氣）。

3.1.3氣流接連吹掃除垢：從結(jié)構(gòu)上江，接連吹掃設(shè)備不需要外部氣源，它使用風(fēng)機(jī)葉輪動平衡測量儀本身的排氣壓力，將少數(shù)的煙氣（額外風(fēng)量的1%～2%）從風(fēng)機(jī)葉輪動平衡測量儀的內(nèi)部引向?qū)Ｓ脟娮?，噴嘴坐落葉輪的進(jìn)口，以很高的速度將煙氣咳射到葉片的非作業(yè)表面，這種吹掃是接連地，它跟蹤風(fēng)機(jī)葉輪動平衡測量儀的敞開而開端，不光將剛剛粘到葉片上的粉塵吹掉，還可避免粉塵堆積加厚，且無需停機(jī)除垢。該設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、對風(fēng)機(jī)葉輪動平衡測量儀改動量很小，防垢作用極好，是一種很有展開的新技能。

3.2在動平衡之前，先排除軸承損壞，軸不對中，機(jī)械松動等因素產(chǎn)生的振動，處理結(jié)垢后，把中心軸配鍵，與葉輪中心孔安裝到位。

3.3靜平衡：平衡或消除旋轉(zhuǎn)體運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力，以減輕機(jī)械的振動，改善軸承受力的情況，提高工作精度，延長使用壽命。靜平衡的方法：放置好兩個V型支架，把兩個軸承分別裝置葉輪兩邊的中心軸上，與葉輪一期放置在V型支架上，先將轉(zhuǎn)子在軸承架上滾動，當(dāng)停止?jié)L動時，轉(zhuǎn)子質(zhì)心應(yīng)位于軸線的鉛垂線下方，為消除軸與軸承間的摩擦，再將轉(zhuǎn)子向一方偏轉(zhuǎn)，葉輪轉(zhuǎn)子在支架上會發(fā)生鐘擺運動，當(dāng)擺動靜止時，則以葉輪中心孔橫切面為基面，把葉輪分為上下兩部分，下部分質(zhì)量比上部分大，在上部分葉輪最高點安裝試配重夾塊，至裝上的補(bǔ)償夾塊在靜平衡時，能停留在任意角度。

不過這時只是表象的嚴(yán)重失衡因素不存在，達(dá)到了靜平衡，因為失衡的不是一兩個點，而是線或面，所以經(jīng)多次實驗證明，在此種狀態(tài)下多數(shù)只是靜平衡，要完成動平衡校正還是很難的。通過試驗證明，將配重質(zhì)量以原配重點為基準(zhǔn)，一分為二分別安裝在其兩邊，夾角以不超過60°為宜，再次配重。二期在再次配重的同時，分別調(diào)試?yán)硐胛恢茫ɡ硐胛恢眠€要考慮工藝要求的使用和實用性），葉輪在此狀態(tài)下放置在動平衡設(shè)備上，就較容易校正。

3.4動平衡：作用是平衡或消除旋轉(zhuǎn)體運轉(zhuǎn)時各偏心質(zhì)量的離心力形成的力矩，以減輕機(jī)械振動，改善軸承受力的情況，提高機(jī)械工作精度，使用壽命。

理論基于影響平衡系數(shù)法，即：Si=aij×Uj

Si振動量；aij單位不平衡引起的振幅；Uj不平衡量。

3.5焊縫長度與配重增量關(guān)系的確定

注：在配重時需要使用焊接，因此需要重新計算焊縫的重量，記重方法采用焊接后測量焊條的使用長度。

3.6角度的規(guī)定：在配重過程中需要用到轉(zhuǎn)速測量角度、振動角度、配重角度，為避免混淆，將測量角度與配重角度統(tǒng)一，即速度測量感應(yīng)紙的位置定義為零度，沿軸線將該角度對應(yīng)到葉輪圓周上，作為試驗配重塊的安裝位置。

3.7轉(zhuǎn)動信號的準(zhǔn)備：采用外觸發(fā)方法，用外接的激光轉(zhuǎn)速表作為轉(zhuǎn)動信號測定裝置，安裝三角架讓它固定，在整個測試過程中，保證轉(zhuǎn)動信號的拾取點保持不變，不能有任何移動，否則將影響測試的準(zhǔn)確性。

3.8振動信號的準(zhǔn)備：在整個測試過程中，還必須保持振動信號的信號拾取點不得有任何變動。在選取了測振點以后，振動傳感器的磁性吸座不要移動位置。

3.9在葉輪上標(biāo)記設(shè)備旋轉(zhuǎn)方向，這在實際配重中需要用到，安裝配重物的角度是以試驗配重物的位置為起始點并順著設(shè)備旋轉(zhuǎn)方向而定的。試驗配重原則上可以加在圓周上的任意位置。為方便思維，將試驗配重和實際配重的安裝點規(guī)定在同一半徑上，盡可能安排在葉輪的外圈。在配重過程中，由于電焊可能會使葉輪發(fā)生變形等影響，要求盡可能減少直接在葉輪上施工，而將電焊施工點安排在試驗配重塊上。

經(jīng)過以上修理和平衡測試的風(fēng)機(jī)葉輪，通過加重法或去重法，根據(jù)轉(zhuǎn)子在工作條件下允許狀態(tài)進(jìn)行修理修整，并再次動平衡，就又可以投入正常使用。

結(jié)束語：修復(fù)后的葉輪經(jīng)實際使用，運行平穩(wěn)，性能可靠，滿足了使用要求。

參考文獻(xiàn)

[1]下村玄，朱曉農(nóng).旋轉(zhuǎn)機(jī)械的平衡[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998.

[2]鄭文緯，吳克堅.機(jī)械原理[M].北京：高等教育出版社，1997.

作者簡介

陳陽，男，1988年，2012畢業(yè)于安陽工學(xué)院機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)，從事設(shè)備維護(hù)、管理及設(shè)計工作。

（作者單位：新鄉(xiāng)化纖股份有限責(zé)任公司）