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風機 是對耗 電耗 能舉足輕重 的一類設備 , 據 文獻 【 l] 介紹 , 我國風機的用電量約 占全國發電 量 的 10 % , 其應用范 圍遍及火電廠 、 金屬礦 山、 煤炭 、 冶煉 、 空調通風等各個行業 。 在各類風機 中 , 離心式風機 以其運行功率大的特點在風機行 業中占有較大的比例 。據文獻〔 l] 所摘錄的調查 結果表 明: 目前 , 針對離心風機的葉片形狀 , 開 展三元流流場分析和 設計 , 結果 也只 能使離心風 機的運行效率提高 2 % 一 3 % ; 而大量現場運行的 風機卻普遍存在著許 多維護 、保養和 管理等問題 , 這些問題一般將使風機效率丟失高達 10 % 一 30 % 之多 , 其中風機 的振動和噪聲問題是當前風機的 使用及維護管理中最突出 的問題 。 因此 , 有效地 解決現場風機的振動和噪 聲的問題具有十分重要 的現實意義 。 大型離心風機的 回轉系統一 般是 由電機 、 傳 動軸 、 軸承和風機葉輪等部分組成的。 風機產 生 振動和 噪聲的最嚴重的原 因之一 是風機整機回轉 系統的不平衡 問題 , 這也是目前風機運行中最常 見的故障之一 。 現有 的正規風機制造廠家大多僅 在葉輪零件 出廠前對其做靜平衡和部分動平衡處 理 , 但是 , 單對葉輪一個零件進行靜平衡處理還 不能保證風機整機回轉系統的動平衡 。 因此 , 現 場運行的風機使用一段時期后 , 普遍存在著風機 回轉系統的動不平衡 的問題 。 現場風機 的動 不平 衡現象主要表現為風機軸承座 、 機座臺出現強烈 振動和 噪聲, 導致軸承壓蓋松動 , 軸承磨損加劇 及風機運行效率下 降 。 如果不及時治理 , 其振動
將會進一步加劇并形成具有破壞性 的惡性循環 , 出現風機地腳連接螺栓拉斷 、 基礎凸臺與水泥地 面出現裂痕等嚴重后果 , 甚至發生重大事故 。 因 此 , 及時對 出現動不平衡現象的風機進行現場動 平衡處理非常重要 川 。
1 風 機回轉系統 不平衡振動的基本 原理
1. 1 風機回轉系統不平衡振動模型的建立 由于 一般的風機回轉系統的工作轉速是在轉 軸的臨界轉速以下 , 通常滿足剛性轉子的基本假 設 。 因此 , 將離心風機回轉系統出現不平衡質量 引起的強迫振動簡化為一 個單 自由度的受迫振動 系統 , 如圖 1 所示 。

設風機的整體質量 為 從” , 電機 、 傳動 軸 、 軸 承和風機葉輪等回轉構件系統存在的偏心質量為 m , 偏心質量 m 距轉子 的回轉中心的距離為 e 。 軸承部件和風機地腳連接等支承系統的剛度和阻尼 分別為瓜 和喘 。 當風機 葉輪 以轉速 n 高速回轉 時, 偏心質量 m 就 以。 = (2 · 二 n/ 6 0) 1/s 做等速圓 周運動 , 由此而產生 的整機回轉系統的激振力( 即 離心慣性力) 為凡 = m · 。 · 。2 。 現考慮整個回轉系 統的激振力Fc 在垂直方 向y 上的分力 ( 即垂直 激 振力)l , 刀 FF 為  ，因此 , 根據應用 牛頓定律對系統進行受力分 析和運動分析 , 得在垂 直激振力 斤 產生 的風機 整機系統沿位移 夕 方 向的受迫振動方程為

1. 2 幅頻特性及相頻特性 圖 2 給出了風機轉動系統在不同 的相對阻尼 系數 嘗時的 呱 · 為 / (m · e) 與 。 / 。0 及切 與 山/ “。 的關系曲線 ( 即風機轉動系統在不同相對阻尼 系 數 咨時不平衡質量激起的響應曲線) 。 從對此幅頻 及相頻響應曲線圖形 的分析可 以得到如 下結論 : ( l) 當風機啟動或者風機的工作轉速較低時 , 不平衡質量引起振動的幅度較小 , 在系統小阻尼

的 一般情況下 , 振動響應的相位滯后角為 0o < 切 < 90 “ , 此時可將風機轉動系統按剛性轉子處理 。 尤 其是當風機以極低 的速度運轉時 ( 即。 《 。。時) , 由于風機不 平衡質量引起的風機強迫振動的振幅 很接近 于零 , 這是 因為此時不 平衡離心 力太小 , 幾乎不能激起振動 。 此時, 振幅為 七 (m · )e /城” . (。 / 仍0)z 二 (m · 。 · 田 2)/ 瓜 , 因此當系統剛度瓜不 變時 , 振幅的大小反應 了不 平衡離心力的大小 , 這是硬支承動平衡機的工作原理 。 (2) 當風機轉速 。 接近或等于風機轉動系統 不轉動的橫 向自由振動的固有頻率。。時 , 風機不 平衡質量所激起 的振幅將達到最大 , 這時系統處 于 “ 阻 尼 控制 區 ” , 即使是很小的偏心 質量也 能 產生很大的振幅 , 使軸及軸承支承部件產生劇烈 振動 , 極易發生破壞 , 應予 以避免 。 因此 , 又稱 。 = 。。時的轉速為臨界轉速 , 此時相位滯后 為9 00 。 在現 場對風機 的動 平衡過程 中 , 常常運用共振 (臨界轉速) 時滯后 角等于 900 的這一 原理來確定 風機應加平衡質量的位置 。 (3) 當風機工 作轉速。超過風機轉動系統的 臨界轉速。。時 , 風機轉動 系統的受迫振動狀態又 逐漸返回其 靜變形 狀態 , 此 時的相位滯后 角為 90 “< 伊離心風機作現場動平 衡為 例 , 著重介紹 了 1800 兩次試加質量法對風機進行 現場動平衡 的原理 、 方法 、 特點及 優點 。

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