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Coco-80提供性能稳定、测量准确、使用方便的动平衡功能,可用于单面或双面现场动平衡。完善的功能按键和方便的用户界面向导合理结合确保了该功能的易用性。
Coco-80动平衡功能需激光测速计,加速度传感器(速度传感器或位移传感器也可)配合使用。下面内容将详细介绍Coco-80动平衡功能的操作流程。
由于转子不平衡而造成机器振动过大是现实中经常会遇到的情况,有时候进行动平衡是必要的。不平衡的物理因素是转子质量分布不均匀,或者安装时转轴不对中,导致转子实际旋转轴和中心惯性轴不重合。
按照不平衡的原理来分,不平衡通常可以分为两种类型的不平衡:静不平衡和力偶不平衡。而实际中的动不平衡通常是这两者的矢量合成。
这两类的不平衡可以由上图表示。实线表示的是转子的中心惯性轴,虚线是实际的旋转轴。
静不平衡两轴平行,对于这种不平衡我们可以通过一个面来校正。力偶不平衡惯性轴通过转子重心且与转轴相加。这种不平衡表现的特征是转子两支撑做的振动相位大概相差180度。实际应用中,大部分情况是这两种不平衡的矢量合成,结果就是惯性主轴既不通过质心也不平衡转轴,这是我们需要两个面来做校正。
动平衡的目的就是找出这一个或两个重点的质量和位置,但遗憾的是,除非我们已经做过相关的实验,不然没法准确知道它的重量,为此我们需要通过一些间接的方法来达到这个目的。对于刚性转子,通常可以认为这是一个线性的系统,因此可以使用影响系数法来做动平衡校正计算质量和位置。
上图是做双面动平衡比较典型的示意图。包括转子系统,转速计和加速度计。转子系统是待测的转子。转速计用来计算转速,同时提供相位参考信号,加速度计则可以用来计算振动幅度和相位。
假设这是系统是线性的,那么通过在两个面上加重量,我们可以得到两个面的不平衡量改变程度,从而得到影响因子。面1和面2是相互影响的,因此对于双面动平衡我们必须知道加在一个面上的重量对两个面的影响,为此必须再两个面都分别加重测得他们的影响系数,然后通过这些系数和原始的不平衡矢量来计算所需的重量和角度。其具体的流程图可以参考下图。
要进行动平衡,首先需要确定机器处于不平衡状态,即机器的振动大部分是由转子的不平衡造成的。如果不能确认这点,那么动平衡结果将不理想,可以使用Coco-80附带的Onsite measurement功能查看振动频谱来确认。
确认机器处于不平衡状态后,停止机器转动。将coco-80摆放在合适位置,启动coco-80,并进入VDC模式。安装测速计和加速度传感器,在转轴适当位置粘贴反射带(coco中该点的位置被定义为0相位)。
安装好这些设备后,接下来需要设定channel table。如图1,选择Input Channel &Sensor选项,进入后图2,按F1选择修改channel table设定,进入后如图3。
Ø Sensor选项下,按回车键后可进入量纲设置页面,如图4。对应不同的传感器,选择相应的Measurement Quantity,这里由于使用了加速度传感器,我们使用Acceleration。选择合适的Unit和Sensitivity,后者的选取必须与传感器的标称值一致。
Ø Sensor选项下,按回车键后可进入量纲设置页面,如图4。对应不同的传感器,选择相应的Measurement Quantity,这里由于使用了加速度传感器,我们使用Acceleration。选择合适的Unit和Sensitivity,后者的选取必须与传感器的标称值一致。
Ø Input Mode选项选择信号输入方式,这里使用IEPE(必须与传感器的工作方式匹配)。
Ø High Pass选项选择合适的高通滤波截止频率。可以按照如下方式估计动平衡工作的频率:f=RPM/60,RPM是机器进行动平衡的转速,f即频率值。
Ø Status选项可以选择打开或者关闭该通道。
图1
图2
图3
图4
完成准备步骤后,可以开始动平衡测试。
1.准备运行
进入Onsite Measurement页面选择Rotor Balancing,如图5。按F6键开始运行Balancer,如图6。进入Start页面,该页提示相关准备操作,按F1输入该次动平衡的名称,按F6继续下一步,开始设置参数
图5
图6
2. 参数设定
进入参数设定后,参数列表如图7显示。
Ø 基本参数设定
Plane Number:指定动平衡面数,输入1表示进行单面动平衡,输入2进行双面动平衡。
Average Type:指定信号谱的平均方式,none,Linear,Exponential三种。
Average Number: 选择平均次数。
Weight Unit:指定质量单位。分别为g,kg,oz,lbs,程序自动进行相应的转换。
Length Unit: 指定长度单位。分别为mm,cm,m,inch,ft,程序自动进行相应的转换。
Movement: 指定安装质量的参考方向。分别为Against Rotation和With Rotation
Vibration Display Type:指定需要观察的量纲,分别为Acceleration,Velocity和Displacement。
Measurement Type: 指定信号检测和显示方式,分别为Peak-Peak,Peak,RMS。
Ø 测速计设置
按F1进入测速计设置页面,如图8。改页面可以指定转速信号触发方式和触发阈值。设置好相应的值后按F5退出到主设置页面。
Ø 高级参数设置
按F2进入高级设置页面,如图9。该页面允许您指定显示单位,仪器会自动根据您设置的单位进行相应的数据转换。
图7
图8
图9
3.初始运行
一切准备就绪之后,启动机器,按F6开始程序初始运行,读取机器的不平衡状态,见图10。该页面显示了每个面的振动幅度(Mag)和相位(Phase)值。待各数值稳定之后,按Next进行下一步骤。程序自动记录数据。
功能按钮作用如下:
Ø F1 Traces,指定当前显示的内容,可以选择原始数据波形图或者振动相位图。
Ø F2 Procedure 显示balance进行的步骤,在运行过的步骤中,可以回退。
Ø F3 Redo 清楚当前数据重新开始处理。
Ø F4 Summary 显示所有运行的数据结果,包括各次振幅相位,加重的质量等。
Ø F5 Tool 工具菜单,包括试重计算、质量分割、质量合成等。
Ø F6 Next 进行下一步骤。
图10
4.平面1加试重
关闭机器,选择合适的质量放置在面1的适当位置,如图11。该质量需要符合所谓的30/30原则,即加上质量后机器的振幅改变30%以上,或者幅度改变30%以上,或者2者都改变30%以上,这样计算的结果才精确。按F1输入一些参数可以由程序自动计算出所需加重的重量。
圆形图提示您需要安放质量的位置。为以最小的质量获得最大的效果,一般质量都安放在转子的外表面。确认在面1固定好选择的质量后,按F6进行下一步。
图11
5.加试重运行1
启动机器,待RPM稳定之后,显示2个面的振动和相位值,如图12。待读值稳定之后,按F6进行下一步。若不满意该值,可以按F3重新开始。
图12
6.平面2加试重
关闭机器,同时移除面1的配重。重复4的步骤,如图13,确认在面2固定好适当的质量后,按F6进行下一步。
图13
7.加试重运行2
重复步骤5,如图14。待数值稳定后,按F6进行下一步。
图14
8.计算加重重量和位置
关闭机器,移除面2的配重。完成以上步骤之后,Coco就能自动计算出机器平衡所需要的质量和安放相位,如图15-16。表中给出的前2个值分别为需要的质量和相位,第三个值在您有输入的情况下才会显示正确的值。一般来说,这个值就是转子横截面的半径。
圆形图显示了你所需要安放的位置,图的顶部表示的是反射点的位置。要注意的是这个位置必须与您之前设定的反射点及转子的旋转方向结合才能确定。
根据表和图的信息,在转子正确位置上固定正确的质量之后,就可以运行下一步观察经过动平衡之后的振动和相位。如果需要移除质量,只要在给定相位180度的反方向上移除给定的质量就可以了。
确认在合适的位置固定好质量后,就可以进行下一步了。
图15
图16
9.正确配重后运行
启动机器,待RPM稳定之后,可以看到相应的振动和相位值,如图17。一般来说,正确配重之后,机器的振动会降低很多。如果出现正确配重之后机器的振动变化不大或者加大了,那么请检查以下几个方面:
Ø 检查传感器和各种装置是否安放准确,确认相位标定是否准确,是否放置在相反的位置上。再检查channel table的设置,确认各个值跟传感器的标称值一致,使用的信号输入方式正确。如果有出入,请设置准确之后重新开始动平衡。
Ø 准备2个传感器,放置在转轴同一个位置的水平和垂直方向下,启动程序。如果机器不平衡是机器振动的主要原因,那么2者的相位差应该是90度左右,而振动的幅值相差基本不大(这跟机器的基座有关系,具体请按实际情况确认)。如果不符合,那么请检查机器的振动频谱图。
Ø 进入Onsite Measurement,查看机器的振动频谱图,检查机器振动的频谱是否符合机器不平衡的频谱特征。如果确认机器的振动不是由不平衡造成的,那么加重可能会导致机器的振动加大。需要先修正其它原因造成的机器振动再重新进行动平衡。
图17
10.修正运行
由于操作过程存在一定的误差,即使加上正确的质量之后,也会存在一定的不平衡量,如果不符合您的标准,可以按F6,软件会提示您进行修正运行还是结束此次运行。
修正运行可以持续多不,直到符合您的要求或者无法再改进为止。
11.结束运行
一旦您介绍运行之后,软件会把所有运行的数据显示出来以供您查看,如图18。软件会自动保存数据,如果有需要可以重新加载这些数据。
图18
1.试重软件
动平衡计算的时候为了减少误差,需要每次获得的不平衡矢量有一定的差距,具体要求见动平衡过程中加试重节处的叙述。太小的质量有可能不能使不平衡矢量改变一定的程度,而太大的质量又有可能会损害高速转动的机器。因此,人们总结出加试重所需重量的计算公式,Coco动平衡软件提供了该功能,如图19。你只要输入转子的质量,半径和转速(如果已经有转速信息,那么不需要输入)按F1键即可得到需要加试重的大概质量。
图19
2.重量分割工具
动平衡的结果以重量和相位的方式呈现。然而对于某些机器如风扇不存在连续的角度,又或者某些地方不适合安装配重。这是可以通过Coco-80动平衡软件提供的重量分割工具来计算合适角度的配重质量,如图20。其中F2键可以自动输入面1的加重量,F3键可以自动输入面2的加重量,F1计算结果,并显示在下半部分。
图20
3.重量合并工具
重量合并工具刚好是重量分割工具的相反过程,它可以合并2个角度的重量到一个指定角度的重量。其操作如图21,按F1计算结果,并显示到下半部分。
图21
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