了解原位平衡
定义:什么是原位平衡?
原位平衡 (源自拉丁语“in situ”,意为“就地”)是一种实践 平衡 转子在安装于机器内、处于正常工作位置且处于实际运行条件下的状态。这也通常被称为 实地平衡, 现场平衡或就地平衡。.
与其拆卸转子并将其运送到专门的维修厂,不如直接进行维修。 平衡机 在车间里,技术人员将便携式振动测量和分析设备带到机器所在位置,无需拆卸即可进行平衡程序。.
原位平衡的优势
由于原位平衡具有诸多实用和技术优势,已成为绝大多数工业机械平衡的首选方法:
1. 无需拆卸
最明显的优势在于无需将转子从机器上拆卸下来。这省去了以下事项:
- 拆卸和重新组装设备的人工成本
- 拆卸、运输和重新安装过程中发生损坏的风险
- 将转子运送到平衡车间所涉及的时间延误
- 重新组装过程中可能引入新问题(错位、扭矩不当等)
2. 实际运行条件下的平衡
这或许是最重要的技术优势。原位平衡技术可实现以下目标:
- 实际轴承刚度: 实际轴承及其安装刚度特性会影响转子对不平衡的响应,这可能与理想化的车间条件有很大不同。.
- 基础和支撑结构的影响: 机器底座、框架和安装结构的柔性会影响振动。这些影响会在现场动平衡过程中自动考虑。.
- 工作温度: 在现场平衡过程中,热膨胀和温度对轴承间隙的影响是存在的,但在冷车间环境中则不存在。.
- 处理负载: 对于泵和风扇等设备,实际运行过程中存在的空气动力或液压会影响转子的平衡状态。.
- 装配配合及间隙: 各部件在最终组装中的精确配合方式会影响平衡,而这可以通过原位方法捕捉到。.
3.减少停机时间
现场动平衡通常只需几个小时即可完成,而拆卸转子、在车间进行动平衡后再重新安装则可能需要数天甚至数周。对于关键生产设备而言,停机时间的减少直接转化为生产效率的提高和收入损失的减少。.
4. 成本更低
消除运输、车间人工和拆卸成本,使得现场平衡在大多数应用中更加经济。.
5. 立即验证
安装后 校正权重, 这样,机器即可立即启动,并在实际运行条件下验证结果。如果需要进一步调整,无需再次拆卸即可立即进行。.
何时最适合进行原位平衡
虽然原位平衡技术应用广泛,但在以下情况下尤其具有优势:
- 大型机械: 难以拆卸和运输或拆卸和运输成本高昂的设备,例如大型风扇、鼓风机和破碎机。.
- 永久安装式转子: 转子是组装到位的,并非设计成易于拆卸的。.
- 野外装备: 偏远地区的机械设备,运送到维修店不切实际。.
- 紧急维修: 需要快速周转以恢复生产的情况。.
- 日常维护: 定期重新平衡,以纠正因磨损、积垢或侵蚀造成的不平衡。.
- 定制或非标准设备: 不适合标准平衡车间设备的机器。.
原位平衡过程
该程序遵循标准流程。 影响系数法, 适应野外环境:
第一步:初步评估
开始之前,请确认 不平衡 这才是真正的问题所在。检查一下是否存在其他机械故障,例如 错位, 松弛, 或者 轴承缺陷 这可能被误诊为失衡。.
步骤二:安装传感器
使用磁铁、螺柱或粘合剂将振动传感器(通常是加速度计)固定到机器的轴承座上。安装转速表或 关键相器 提供每转一次的相位参考信号。.
步骤 3:初始测量运行
让机器以正常运行速度运转,并记录初始振动矢量。.
第四步:试跑
执行一项或多项 试验重量 根据平衡方法(单平面、双平面等)的要求进行运行。.
步骤 5:计算并安装修正
便携式平衡仪计算出所需的校正配重。然后通过添加配重(例如焊接补片、螺栓固定配重或螺钉配重)或去除材料(钻孔或打磨)来永久安装这些配重。.
步骤六:验证
跑完最后一程 验证运行 确认振动已降低至可接受的水平。.
原位平衡设备
现代便携式仪器使现场平衡变得切实可行:
- 便携式平衡仪器: 轻巧的电池供电设备,将振动测量、相位检测和平衡计算集成在手持式或笔记本电脑式设备中。.
- 加速度计: 压电式或MEMS加速度计,带有磁性底座,便于安装和拆卸。.
- 转速表: 提供相位参考信号的光学或磁传感器。.
- 重量训练套装: 各种夹式、螺栓式或粘合式配重,用于临时试重和永久矫正安装。.
挑战与考量
虽然原位平衡具有很大的优势,但也存在一些挑战:
1. 进入矫正平面
在机器组装过程中,必须能够触及转子的校正面。在某些设备上,需要拆除防护罩或盖板才能接触到平衡面。.
2. 环境因素
与受控的车间环境相比,现场条件(极端温度、灰尘、噪音、附近设备的振动)会使测量变得复杂。.
3. 安全隐患
操作运转中的机械设备需要严格遵守安全规程。技术人员必须确保试验砝码牢固连接,并且所有人员与旋转部件保持安全距离。.
4. 机械问题
如果机器存在潜在的机械问题(例如底盘软、不对中、安装松动),则必须在进行动平衡之前进行纠正。现场环境会使其中一些问题更难发现和纠正。.
5. 极致精度的局限性
对于需要极严格平衡公差的应用(例如精密磨床或高速主轴),在专用机器上进行车间平衡可能仍然是更可取的,或者可以与现场平衡结合使用。.
对比:现场平衡与车间平衡
| 方面 | 就地平衡 | 车间平衡 |
|---|---|---|
| 需要拆卸 | 不 | 是的 |
| 工作条件 | 实际情况 | 理想条件 |
| 周转时间 | 小时 | 几天到几周 |
| 成本 | 降低 | 更高 |
| 精确度 | 良好 | 出色的 |
| 适用性 | 大多数机械 | 小型至中型转子 |
行业标准和最佳实践
原位动平衡技术已获得国际标准的认可和规范,例如 ISO 21940-13,该标准为中大型转子的原位动平衡提供了标准和安全保障。遵循这些标准可确保安全、有效且结果一致。.