[发明专利]基于办公软件的旋转机械现场动平衡计算与调整方法

权利要求书

1.基于办公软件的旋转机械现场动平衡计算与调整方法，其特征在于，具体实现步骤为：

S1.转轴静止条件下，在驱动设备或被动设备裸露的转轴上粘贴一个反光条作为转子上的标记点，提供光电或激光相位仪脉冲信号，并在转轴上做好圆周等分标记以对应360度圆周；

S2.将振动测量分析仪与光电或激光相位仪相连接；

S3.在被动设备两端轴承外壳的水平和垂直方向上分别安装振动传感器，测量轴承振动原始信号；

S4.启动旋转机械，升速至额定工作转速；

S5.测出旋转机械转子额定工作转速下的振动一倍频幅值和相位，获得被动设备初始振动幅值，以及初始振动相位角度；

S6.筛选原始计算数据；

S7.诊断旋转机械转子不平衡轴向位置及不平衡型式：用同轴系两个同方向振动测点同反分量计算方法，据此确定采用单平面或双平面方法以对被动设备实施动平衡；

S8.确定动平衡方案：利用多种试加重量计算与调整方法计算结果，在被动设备上施加试重质量之后，再次启动被动设备至额定工作转速后，第二次进行各点振动一倍频幅值和相位测量，即获得施加试重之后的振动幅值以及相位仪测量所得相位角度；

S9.停止旋转被动设备，利用基于办公软件的旋转机械现场动平衡计算与调整方法计算，得出正式施加重量和相位角度，计算振动响应即施加试重前后的振动变化量，获取影响系数；

S10.旋转被动设备进行动平衡调整的计算：根据初始振动幅值、初始测量角度或相位、试重振动幅值、试重测量角度、振动传感器与相位仪间物理位置或夹角，以及试重质量和对应角度，智能计算校正质量和对应角度，以对被动设备进行动平衡调整；

S11.按照计算得出的校正质量和角度，正式施加配重；

S12.再次启动旋转被动设备，测量各轴承振动测点经动平衡后的振动结果；

S13.根据测量结果对比该设备的振动标准或厂家提供的推荐值，选择是否修正，若需要修正，根据给定的修正结果，重复步骤S11、S12、S13项工作；

S14.确认合格后，保存所有数据，以备日后查询调用；

针对不同的旋转机械设备和现场条件，提供四种现场动平衡计算与调整方法和四种配合动平衡有效顺利实施的辅助方法；所述四种现场动平衡计算与调整方法包括：单平面矢量分析及影响系数计算与调整方法、双平面矢量分析及影响系数计算与调整方法、双平面谐分量试重计算与调整方法、影响系数直接计算与调整方法；所述四种配合动平衡有效顺利实施的辅助方法包括：多种动平衡试加重量计算与调整方法、振动分析与动平衡必备的矢量计算方法、同轴系两个同方向振动测点同反分量计算方法、初学者动平衡试验指导计算方法；

单平面矢量分析及影响系数计算与调整方法，具体实现步骤如下：

SA1.转子不加重，第一次启动旋转机械至额定工作转速或选定转速，测取原始振动A₀；

SA2.在转子上试加重量P_t；

SA3.第二次启动旋转机械，将其升至额定工作转速或选定转速，然后测取振动A₁；

SA4.计算转子上试加重量后所产生的振动变化矢量，或加重效应ΔA：

ΔA＝A₁-A₀

SA5.影响系数α，其为每单位计量重量对振动量产生的响应程度，同类设备一般为常数；

SA6.计算在转子上应加平衡重量P：

SA7.根据现场实际需要，如果需要拆除试重，则拆除重量P_拆试重为：

SA8.根据现场实际需要，如果需要保留试重，则保留重量P_保留试重为：

基于上述原理和计算公式，利用办公软件WPS Office或Microsoft Office Excel进行编辑，只需输入关键测试数据，即可自动计算求解平衡重量及试重位置，同时自动得出影响系数及再次修正数据；

双平面矢量分析及影响系数计算与调整方法，具体实现步骤如下：

SB1.转子不加重情况下，第一次起动旋转机械并升速至额定工作转速，然后测量被动设备两端轴承原始振动的幅值和相位A₀、B₀；

SB2.将试重P₁加到平面Ⅰ上，第二次起动旋转机械并升速至额定工作转速，然后测量幅值和相位A₀₁、B₀₁；

SB3.取下试重P₁，将试重P₂加到平面Ⅱ上，第三次起动并升速至额定工作转速，然后测量幅值和相位A₀₂、B₀₂；

SB4.计算影响系数及最终应调整的配重质量与位置：

平面Ⅰ上加试重P₁，对A、B两轴承的影响系数为：

平面Ⅱ上加试重P₂，对A、B两轴承的影响系数：

计算平面Ⅰ、Ⅱ上应施加平衡重量，为使平衡后两轴承残余振动为0，即在A轴承上产生的振动与原始振动矢量和应为0；同样，在B轴承上产生的振动与原始振动矢量和应为0；即：

α₁₁P₁+α₂₁P₂+A₀＝0

α₁₂P₁+α₂₂P₂+B₀＝0

若令：

Δ＝(α₁₁α₂₂+α₁₂α₂₁)

Δ₁＝(α₂₁α₂₂+α₂₂A₀)

Δ₂＝(α₁₂A₀+α₁₁B₀)

为得到二个平面最终应施加重量，则有：

基于上述原理和计算公式，利用办公软件WPS Office或Microsoft Office Excel进行编辑，输入相关数据，即可自动计算并给出准确的不平衡故障位置及配重结果；

双平面谐分量试重计算与调整方法，具体实现步骤如下：

SC1.测量被动设备两侧轴承同方向原始振动A₀、B₀并计算同相和反相振动分量；

SC2.按下式计算同相分量A_d0、B_d0：

SC3.按下式计算反相分量A_f0、B_f0：

SC4.在被动设备转子的同方向的两端加同样的对称分量2×P_d后振动为A₁、B₁，按下式计算同相分量和相应的影响系数；

SC5.计算同相分量：

SC6.计算对称加重影响系数：

SC7.拆下上述对称分量2×P_d，加同样重量反方向即反对称分量2×P_f后得到振动为A₂、B₂，按下式计算反相分量和相应的影响系数；

SC8.计算反相分量：

SC9.计算反相影响系数：

SC10.计算应加对称分量和反对称分量：

SC11.最后计算每侧合成后的最终加重量应为：

A侧：P_a＝P_d+P_f

B侧：P_b＝P_d-P_f

基于上述原理和计算公式，利用办公软件WPS Office或Microsoft Office Excel进行编辑，输入测试数据，自动计算求解平衡重量及试重位置，同时可得出影响系数。