振动测试在解决现场回转件动平衡中的应用研究

　　0 引 言

　　各类机械中，普遍存在着质量分布不均匀、质心作变速运动的构件。 这类构件运动时，都要产生惯性力。 构件的惯性力会在运动副中引起附加应力，增加摩擦力，加速构件磨损，降低有效承载能力，缩短构件寿命。 由于惯性力的大小和方向周期性变化，机械及其基础在惯性力的作用下要发生振动，从而影响机械的工作质量。 特别是对高速、重载机械，惯性力的不良影响更为严重。 因此，尽量消除惯性力是提高机械工作性能的一项重要工作。

　　振动测试是进行设备状态诊断的一种常用方法，常常从能量的观点出发，选择不同的振动参数，例如振幅(位移)测定和判断设备的状态。 振动的状态可以直接反映有关不平衡、不对中、滚动体损坏、疲劳磨损等机械运转问题[1]。 虽然大型机械设备出厂前都要进行动平衡检测，但是一般都是对单个部件进行，一般不做整机的动平衡检测。 再者，更换回转部件时，也不可能回厂进行动平衡检测。 矿井通风机也是如此(见图1)。 通常情况下，风机厂对风机的轮毂、风叶、传动轴做平衡，电机厂对电机做平衡。 一般来说单个部件平衡，整机也平衡。 但是风机安装后，特别是在更换风叶后，总体平衡不易得到保证，这时候容易引起风机振动加大，甚至造成轴承箱损坏、风机主轴拉弯等事故。 要做旋转机械的动平衡试验，需专门的平衡试验机或平衡试验台。 现场使用中的设备，一般都不具备这种条件。 所以，要对矿井通风机进行动平衡试验，采用现场动平衡的方法最为适宜。

　　1 现场动平衡原理分析

　　动平衡的条件是：分布于该回转件上各质量的离心惯性力(或质径积)的向量和等于零，同时惯性力所引起的力偶距的向量和也等于零。 对于材料不均匀、微小结构不对称等引起的不平衡，计算法在实际应用中受到很大的限制，而实验法又需专门设备，所以现场动平衡是一个长期以来很难解决的问题[2]。

　　测找动平衡需要在回转轴线上垂直于该轴线的两个平行平面分别安装平衡重量， 以平衡力与力偶，在一个平面安装重量，是无法平衡力与力偶的。 现场动平衡的目的是，在一个平面安装重量，使工作机械的振动达到标准范围内，而不是完全消除。 这在工程实践中具有特别重要的意义。为此，利用振动测试法测出振动数据，将这些数据作为动平衡的指标，通过增减配重，把振动调整到允许的范围内。 虽然这不是动平衡最精确、最彻底的解决方法， 但作为现场解决动平衡的方法既简便，又能满足使用要求。

　　2 现场实践