超声波检测仪之单平面向量图
首先介绍简单的单平面静不平衡平衡方法。
**步是认真测量和记录转子支撑轴承的不平衡振幅和相位,超声波检测仪相位角可以使用数字法或闪光灯测量。
例中,原始不平衡振动的幅值是5 mils,相位是120°。将原始不平衡振动作为一个向量在极坐标图中绘出,如图1 所示。向量就是一条具有量值和方向的直线。对于不平衡振动的向量,向量值或长度就是振幅,向量的方向由不平衡振动的相位角决定。超声波检测仪这样,在图1 极坐标中,5格代表振幅是5 mils,并在120°处标出测量的振动相位,向量“O”代表原始不平衡振动值。
图 1
下一步是停机试加重。计算**试加重量的方法前边已经介绍过。试加重要****,超声波检测仪以防转子旋转时飞脱。有很多固定试加配重的方法,检查具体的转子通常会发现*为合适的固定方法。对于大型鼓风机和送风机,可以在风扇叶片内边固定条状夹具和U型夹具,由于离心力的作用能防止配重飞脱;有些情况下,可以在轴上点焊键条和铁板;软管夹、卡圈带箍和玻璃丝袋,经常被用来在裸露的轴和辊上试加配重。
本例在转子上试加配重10g,启动设备后,不平衡振动幅值是8.0mils,相位是30°。新的不平衡振动标记为“O+T”,它表示原始不平衡质量与试加重量产生的不平衡振动的向量和。
在已标注“O”向量的同一个极坐标图中,画出向量“O+T”,如图2 。超声波检测仪图中8格表示向量“O+T”的幅值(8mils),并在30°位置标出振动相位角。
图 2
动平衡刚开始时,不平衡量与不平衡振动的关系是不确定的,超声波检测仪确定不平衡量与不平衡振动的关系,就是试加重的目的。具体做法是,用“O+T”向量减去“O”向量,在图3 中,只需将“O”向量末端连向“O+T”向量末端 ,相减得到的向量是“T”。在图中测量“T”向量的幅值(使用与“O”或“O+T”向量相同的单元格计量长度),就得出10g试加重量对振动的影响。本例中,测量得到的“T”向量幅值为9.4mils,也就是说,试加10g配重振幅值变化了9.4mils。
像上面提到的,转子不平衡量与其产生的振幅成线性关系。因此,使用试加重数据,可以计算平衡原始振动(“O”向量)所需的加重量,加重量可以按如下公式计算:
由此,平衡原始的5 mils不平衡振动需要加重5.3 g。
加重质量确定后,下一步就是要找到加重角度。平衡的目标是产生一个与“O”向量大小相等方向相反的“T”向量。根据上面的计算加重量,调整试加重量,使“T”向量的幅值等于“O”向量的幅值。超声波检测仪假设“O”向量和“T”向量夹角为THETA,把修正后的重量移动THETA角,使“T”向量与“O”向量反方向。
如图3 ,测量得“O”与“T”向量间的夹角THETA等于58°,这说明修正了试加重的量值后,必须把它从原始位置移动58°到平衡校正位置上。
图 3
已经测量了“O”与“T”向量间的夹角,超声波检测仪确定了加重量移动角度后,现在面临的问题是如何确定移动方向。顺时针还是逆时针旋转?这个问题要根据如何读取不平衡振动相位来回答。无论是数字还是闪光灯测量相位,都要遵循下面的原则:
1. 如果平衡计算中使用闪光灯测量相位,加重量的移动方向与向量“O”到
“O+T”的相位变化方向相反。本例中,相位的变化方向是从向量“O”到向量“O+T”,即相位按逆时针方向变化,因此,加重量应该从原始试加重位置顺时针移动58°。
2. 动平衡计算使用数字相位测量法时,同样的规定也是适用的。然而,必
须站在设备旋转方向为顺时针的一端观察不平衡质量,因为极坐标图上的角度也是沿着顺时针方向增加。因此,对我们来说,只要站在设备顺时针方向旋转的一端观察,把加重质量逆时针旋转58°即可。上面的方法同样适用于滤波相位读数。
使用矢量图计算动平衡加重时,才会利用这些规则来确定加重质量的方位。超声波检测仪正常情况下,数字分析仪和数采仪都带有平衡程序,计算机和可编程计算器的程序甚至能根据转子上已定义好的“0°”标记直接显示加重位置。可能会显示如下结果:
“加重位置为旋转轴上的58°处”
下面总结单平面矢量加重法的步骤:
1. 转子在平衡转速转动,记录原始不平衡振幅和相位,用“O”标记这些数据。
2. 停机,在转子上固定试加重,记录试加重质量和方向。
3. 再启动设备至平衡转速,记录新的不平衡振幅和相位,用“O+T”标记这些数据。
4. 利用极坐标图和相同比例尺画出矢量“O”和“O+T”。
5. 连接矢量“O”和矢量“O+T”顶端画出矢量“T”。
6. 使用相同的比例尺测量矢量“T”的长度,并用下列公式计算配重:
7. 用量角器测量“O”和“T”之间的夹角。超声波检测仪以这个角度移动计算加重质量,移动的方向为向量“O”与“O+T”角度变化的反方向。
如果正确实施上述步骤,旋转部件就应该被平衡。但是,相位测量、平衡块称重、平衡块布置会有少许误差,不平衡会依然存在,需要进一步平衡。如果需要继续加重,使用已加重的质量块,记录其振幅和相位,作为新的“O+T”,连同原始“O”,利用上述步骤重复计算。
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