風(fēng)機現(xiàn)場動平衡儀的開發(fā)
風(fēng)機葉輪的不平衡常常是引起風(fēng)機振動的主要原因。由于風(fēng)機生產(chǎn)廠家般只對葉輪在動平衡機上進行單體平衡。組裝風(fēng)機整機振動常會出現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象，引起這種超標(biāo)現(xiàn)象的原因大致有：1裝配誤差；2焊接葉輪在焊縫處應(yīng)力釋放產(chǎn)生不均勻稱的變化；3不均勻磨損；4葉輪上污垢堆積等。
目前運行中的風(fēng)機，一旦發(fā)生由上述原因引起的不平衡振動故障，常常需要將葉輪拆下，送風(fēng)機生產(chǎn)廠家維修，在動平衡機上進行校平衡。這種動平衡方修成本也比較高。如果能在工業(yè)現(xiàn)場對風(fēng)機進行整機動平衡，消除由于不平衡引起的振動，那將具有十分重要的意義。
1影響系數(shù)法動平衡原理整機動平衡的方法很多，以影響系數(shù)法最為尚單實用。常風(fēng)機屬剛性轉(zhuǎn)子，滿足線性疊加原理，當(dāng)風(fēng)機的固有特性系統(tǒng)剛度阻尼質(zhì)量保持不變時，風(fēng)機的不平衡響應(yīng)的幅值同不平衡量大小成正比，不平衡響應(yīng)的相位與不平衡量的相位差為固定值。
結(jié)合影響系數(shù)法的平衡原理設(shè)風(fēng)機的不平衡量為依據(jù)，原始不平衡振動應(yīng)在風(fēng)葉上試加重后的平衡振動響應(yīng)，為試加重所引起的振動響應(yīng)，根據(jù)系統(tǒng)線性疊加原理求得風(fēng)機的原始不平衡量的大小為由于原始振動響應(yīng)的相位與原始不平衡量位置位置的差值相等。因此，從試加重位置沿著尋找去重位置。通過上述分析，得到風(fēng)機動平衡時的兩響系數(shù)1幅值影響系數(shù)=2相位影響系數(shù)。
2不平衡振動響應(yīng)測量原理風(fēng)機的不平衡響應(yīng)是個正弦信號，用影響系數(shù)法對風(fēng)機進行現(xiàn)場整機動平衡的關(guān)鍵是如何測得不平衡振動信號的幅值于相位。不平衡振動信號的測相測幅原理2，中不平衡相位角令為不平衡振動信號最大值振幅同基準(zhǔn)信號上升沿之間的夾角21.
3平衡儀的硬件設(shè)計31振動信號提取由。01速度型測振傳感器，拾取風(fēng)機軸承座處振動信號。振動信號經(jīng)自動量程，進行放大或者衰減處理。不平衡振動信號為同轉(zhuǎn)子同頻的正弦信號，實際從軸承座處提取的信號處除平衡所需的有用信號外，還包含其他干擾信號。為剔除干擾，選用中心頻率可控的帶通濾波器，帶通濾波器中心頻率由轉(zhuǎn)速信號。將處理后的信號，送入人工智能，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送入平衡儀表，由軟件完成對不平衡振動信號幅值與相位的測量。
基準(zhǔn)信號處理應(yīng)用影響系數(shù)法作平衡時，需要個轉(zhuǎn)速信號作為基準(zhǔn)，它是準(zhǔn)確測量不平衡響應(yīng)幅值與相位的前提。實際平衡時，可以在風(fēng)機的轉(zhuǎn)子上貼小片反光片，用光電傳感器對準(zhǔn)轉(zhuǎn)子，這樣轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)動一周，光電傳感器就輸出個脈沖。用芯片對該信號進行適當(dāng)?shù)恼屑纯色@得平衡所需的基準(zhǔn)信號，路直接送入單片機進行測速測相；另路通過鎖相環(huán)構(gòu)成的倍頻電路，去控制帶通濾波器的中心頻率。
人際交互接口設(shè)計儀器的交互接口，主要包括鍵盤，液晶打印機。鍵盤用于測量數(shù)據(jù)測試命令的輸入。儀器采用以1569芯片實現(xiàn)鍵盤與儀表的接口，該芯片提供多種掃描方式，能對鍵盤不斷掃描，自動消抖，自動識別按下的鍵，并給出編碼。液晶主要用于顯振動信號的幅值相位；不平衡量的大小位置，而且能動態(tài)顯振動波形，實現(xiàn)動平衡步驟菜單化操作。儀器選用深圳天馬公司生產(chǎn)的點陣式形控制模塊，該模塊內(nèi)藏控制器，能方便顯點線和中文漢字.
4平衡儀的軟件設(shè)計現(xiàn)場智能整機動平衡儀的硬件結(jié)構(gòu)框，這是個以人為核心的單片機測量系統(tǒng)。除單片機外，系統(tǒng)還包括傳感器模塊信號預(yù)處理模塊人機交互模塊等。
風(fēng)機整機動平衡儀是通過軟件和硬件的相互協(xié)調(diào)來實現(xiàn)儀器的各項功能，主要包括以下關(guān)鍵模塊轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速測量，基準(zhǔn)信號和不平衡振動信號衡所需參數(shù)的輸入，粗平衡精平衡計算，平衡結(jié)果打印。整個軟件系統(tǒng)的功能采用兩級中斷的方式實現(xiàn)，即鍵盤中斷和定時中斷，其中定時中斷的優(yōu)先級高于鍵盤中斷的優(yōu)先級。當(dāng)儀器上電啟動后，先對系統(tǒng)進行初始化，并顯系統(tǒng)的功能菜單，然后碰盤等待鍵按下，即向CPU發(fā)出中斷請求，CPU根據(jù)計算的鍵碼不同，執(zhí)行相應(yīng)菜單的功能。
系統(tǒng)初始化.由于風(fēng)機的葉輪通過聯(lián)軸節(jié)同電機聯(lián)成體，因此，選擇電機的外殼作為振動的測量點，能較靈敏地反映風(fēng)機的不平衡振動情況且測振傳感器固定十分方便。另外在聯(lián)軸節(jié)旋轉(zhuǎn)圓周上貼上反光片，用光電傳感器對準(zhǔn)反光片用于獲得基準(zhǔn)信號。布置好傳感器后即可對風(fēng)機進行動平衡，平衡結(jié)果如1所不，風(fēng)機經(jīng)上述平衡后，振動由原來的10，下降至08總的振動下降率達(dá)到可觀。平衡后的風(fēng)機振動烈度己經(jīng)大大優(yōu)于風(fēng)機國家標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)秀等級。
結(jié)束語生產(chǎn)實踐證明，提出的風(fēng)機現(xiàn)場智能整機動平衡儀的設(shè)計方案是正確可行的，動平衡儀具有操作方便結(jié)構(gòu)簡單工作穩(wěn)定等優(yōu)點，對風(fēng)機的生產(chǎn)和維修具有十分重要的意義，具有廣闊的應(yīng)用前景。
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