风机不平衡研究王瑾辉12孔建益1孔平2杨金堂1熊和根1蒋国璋1李公法1（1武汉科技大学机械自动化学院武汉430081 2邯郸钢铁集团有限责任公司邯郸056015）风机不平衡故障，确定风机不平衡的类型，消除风机不平衡引起的振动有着重要的现实意义。

　　风机是钢铁厂的大型关键设备，直接为高炉、炼钢等生产提供热力或动力气源，其运行状态直接关系到炼铁厂、炼钢厂的安全稳定生产。

　　风机运行中出现各种问题111，造成机组降低负荷，甚至被迫停机的现象时有发生。同时，随着机组性能的提高，对风机的运行状态提出了更高的要求。

　　振动是风机运行状态好坏的重要指标121131，风机运行时的振动直接反映了风机的工作状况。造成风机振动的原因很多，也很复杂，但是不平衡是风机振动的主要原因之一，由不平衡所造成的振动，约占转子系统振动原因的30%，约占机械全部故障的50%.风机的不平衡，会引起风机转子的反复弯曲和内应力，这种弯曲和内应力会引起转子疲劳破坏，严重的会引起转子断裂。风机的不平衡，使转子上的紧固件易发生松动，破坏轴承的配合，加速轴承等零件的磨损，降低机器的寿命和效率。因此，对风机不平衡问题的研究具有非常重要的现实意义。

　　2风机不平衡的原因及特征21风机不平衡的原因设计方面：由于设计时动配合需要间隙，高速运转时造成的振动；设计的键比键槽短；转子上存在未加工的表面；零件旋转不均匀对称；可动零件没有对称安装，并且留有间隙。

　　材料方面：材质不均匀；铸件有气孔等；滚动轴承的转动误差和间隙；对焊接的叶轮来说，材料的厚度不一致。

　　加工与装配方面：切削加工造成的切削误①：王瑾辉，男，1974年出生，武汉科技大学硕士研究生，机械工程师，国家注册项目管理师差；加工过程中产生的永久变形；焊接和浇铸产生的造型缺陷；零件装配时配合不符合设计要求；固定螺钉拧紧程度不均匀引起挠曲。

　　频率特征：在频谱图中，谐波能量集中于基频，2倍频、3倍频较小，甚至没有，这也是与基础松动的重要区别。

　　幅值特征：风机的运行随着时间的推移，叶轮磨损不断加大，由于磨损具有不均匀性，导致不平衡量逐渐大，因此风机振动的幅值随时间的推移是递的。有的风机为了提高耐磨性，在风机叶片上粘贴或焊有耐磨层，由于粘贴或焊接不牢，在风机启停过程中，耐磨层成块脱落，打破风机原有的平衡，致使风机振动幅值陡然相位特征：当工作转速一定时，相位稳定；转子两侧轴承的相位基本一致或相差180*；同一轴承水平方向和垂直方向的相位相差90*转子的轴心稳定运行时，其轨迹为椭圆。

　　3风机不平衡的类型及判别1静不平衡不平衡作用在重心所在的径向平面上。其重心偏心距为：小与方向，pmu*不平衡质量，g r*半径，不平衡质量的重心与轴线间的距离mm M*转子的质量，kg校正静不平衡，只需一个校正平面，即重心平面。若在这个平面上不能校正，则校正质量可分解到两个平面上，以使重心平面上形成单个质量。

　　32力偶不平衡在转子两个不同的径向平面上，存在大小相等、方向相反的不平衡量。力偶不平衡与静不平衡不同，其转子重心仍在轴线上，引起的不平衡力矩在支承上产生大小相等、方向相反的力。

　　33准静不平衡平衡和力偶不平衡的组合，但两者均存在于转子的同一纵向平面上。如果校正平面可以自由选择的话，准静不平衡就可通过校正一个平面得以完全校正。

　　3.4动不平衡转子的一般不平衡状态是由两个基本类型的不平衡混合而成的，即由静不平衡和力偶不平衡叠加而成。转子的动不平衡通常可用在两个任意平面上的等效不平衡矢量来表示。

　　3.5风机不平衡类型的判别在实际工作中，纯粹的力偶不平衡是很少见的，多数表现为动不平衡，静不平衡、准静不平衡和力偶不平衡均是动不平衡的特殊情况。因此现场风机不平衡的校正即为静不平衡和动不平衡两种。

　　方向的相位基本同相时，则转子呈现静不平衡振动；当转子两端轴承座上的水平方向和垂直方向的相位基本反相时，则转子呈现动不平衡振动。

　　当转子宽度远远大于其本身直径时，振动的不平衡常表现为动不平衡；当转子宽度远远小于其本身直径时，振动的不平衡常表现为静不平衡。

　　1测振速平衡法在没有振动相位测量仪器的情况下，可以利用一块测振表，测取轴承的振动速度，经过在风机叶轮端面上不同方向的几次加重，求得端面上应加平衡重量的大小和方向，其步骤如下：测取原始振动。转子不加重，启动风机至工作转速，测试轴承的振动速度V依据下列公式选取试验配重。

　　一转子质量，平衡转速，初始振幅，pm为了避免试验配重加在转子不平衡同相位位置上，试验配重不易选的太大。

　　试加重后测量振动。把叶轮三等分，分别编为1、23号，将试验配重Mt分别加在端面1、2、3点上，测取试加重后同一轴承的振动速度计算不平衡量的大小U和位置氏+180°处加上大小与1同等的配重。

　　42测相平衡法测相平衡法即影响系数法，是当前方便、快捷，且同类型风机之间有一定通用性的现场动平衡方法，其步骤如下：转子不加重，**次启动至风机工作转速，测取轴承的原始振幅值和相位，其矢量以A表示：第二次启动到风机工作转速，测取同一轴承的振动幅值和相位，其矢量以A1表示；加了试重M所产生的振动矢量。

　　a=A/H它表示在转子半径为1m或固定半径处零度方向上加单位质量（kg后，在某一个振动测点上所呈现的振动矢量。它代表了某一台机器在指定的轴承上，在一定的转速下，使用一台固定的测振仪器，测量获得的轴承振幅、相位与转子上加重大小、方向之间的一个关系常数。

　　确定转子上应加的平衡重量：Q=―A/a5结论判定风机不平衡的特征，是正确判断风机不平衡故障的关键；确定风机不平衡的类型是解决风机平衡问题的前提，静不平衡用单面平衡，而动不平衡需要双面平衡；校正不平衡的方法是解决风机平衡问题的根本在有测相仪器的情况下，尽可能用测相平衡法，因为这种方法不仅方便快捷，而且准确可靠：在无测相仪器时，测振速平衡法不失为一种行之有效的方法，可解燃眉之急。