概述

隨著現(xiàn)代化工業(yè)的飛速發(fā)展，對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的性能提出了越來(lái)越高地要求。旋轉(zhuǎn)設(shè)備其質(zhì)量中心由于種種原因與旋轉(zhuǎn)中心不重合時(shí)會(huì)因離心力產(chǎn)生振動(dòng)。該振動(dòng)嚴(yán)重影響了設(shè)備使用精度，縮短支撐軸承的壽命。要消除這種振動(dòng)必須用到動(dòng)平衡技術(shù)。

VT800動(dòng)平衡測(cè)量?jī)x是一款高精度、高性能的現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡儀。關(guān)鍵技術(shù)在于采用先進(jìn)的軟件、硬件數(shù)字處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了恒帶寬的相關(guān)濾波。可以將頻率差在0.2Hz以上，也就是在轉(zhuǎn)速大于12轉(zhuǎn)/分的振動(dòng)信號(hào)區(qū)分開來(lái)。顯示了一起優(yōu)異的濾波特性和強(qiáng)大的抗干擾能力。

在相同的環(huán)境工況條件下，動(dòng)平衡儀VT800相比VT700，動(dòng)平衡測(cè)量中，振動(dòng)與相角的測(cè)量值表現(xiàn)更加穩(wěn)定、更加可靠、重復(fù)性、一致性更加好，進(jìn)一步提高動(dòng)平衡儀的測(cè)量精度，尤其改善了小信號(hào)狀態(tài)下的現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡運(yùn)用效果。

動(dòng)平衡測(cè)量中用戶關(guān)心的幾個(gè)問(wèn)題

3.1、動(dòng)平衡測(cè)量為什么首先選擇試重法

本儀器是現(xiàn)場(chǎng)便攜式動(dòng)平衡儀，由于設(shè)備轉(zhuǎn)子尺寸，大小是不固定的。振動(dòng)傳感器與轉(zhuǎn)速傳感器的安裝位置也是不固定的，所以儀器的設(shè)計(jì)基本原理是通過(guò)加重的方法來(lái)尋找轉(zhuǎn)子不平衡的點(diǎn)。具體說(shuō)，對(duì)于單面測(cè)量，要經(jīng)過(guò)二次振動(dòng)測(cè)量步驟，一次是原始振動(dòng)測(cè)量，另一次是加重后的振動(dòng)測(cè)量，才能找到不平衡點(diǎn)的位置。對(duì)于雙面測(cè)量，要經(jīng)過(guò)三次振動(dòng)測(cè)量步驟：一次原始振動(dòng)測(cè)量，另二次分別是在A面加試重后的振動(dòng)測(cè)量和B面加試重后的振動(dòng)測(cè)量，才能找到不平衡點(diǎn)的位置，看到動(dòng)平衡的效果。

   3.2、為什么說(shuō)影響系數(shù)法，可以省去加試重的步驟

 對(duì)于個(gè)設(shè)備轉(zhuǎn)子（新轉(zhuǎn)子），必須通過(guò)試重法得到一組影響系數(shù)。對(duì)于第二個(gè)設(shè)備轉(zhuǎn)子（老轉(zhuǎn)子）在保證新老轉(zhuǎn)子外形，尺寸，結(jié)構(gòu)都相同情況下，保證傳感器安裝位置不變的條件下，可以輸入影響系數(shù)進(jìn)行動(dòng)平衡，省去加試重的步驟，經(jīng)過(guò)一次振動(dòng)測(cè)量就能找到不平衡點(diǎn)位置。

   3.3、儀器是如何將振動(dòng)測(cè)量矢量值轉(zhuǎn)變?yōu)椴黄胶饬渴噶恐?/p>

 儀器測(cè)到振動(dòng)幅值有二個(gè)單位，一個(gè)是振動(dòng)速度值用mm／s表示，另一個(gè)用振動(dòng)位移值用u微米表示，兩個(gè)單位是通過(guò)“+1”鍵選擇的。一般用戶都應(yīng)用u微米表示：1mm=1000微米。振動(dòng)的相角只僅表示振動(dòng)傳感器與轉(zhuǎn)速傳感器輸出信號(hào)相位差。然后儀器要求輸入試重的重量（克數(shù)）以及試重的位置（度數(shù)），儀器通過(guò)加試重前后兩次振動(dòng)矢量的變化，就可以將振動(dòng)矢量值（微米與相角）轉(zhuǎn)變?yōu)椴黄胶馐噶浚藬?shù)與角度）。從屏幕上看到M=xxg，ФM =xx°。既不平衡點(diǎn)的重量和角度，這才是用戶關(guān)心一組數(shù)據(jù)。

   3.4、為什么說(shuō)明書上技術(shù)參數(shù)沒(méi)有動(dòng)平衡精度指標(biāo)

 我們只生產(chǎn)動(dòng)平衡測(cè)量?jī)x，被測(cè)對(duì)象是用戶提供的設(shè)備轉(zhuǎn)子，其設(shè)備轉(zhuǎn)子可能是進(jìn)口的，國(guó)產(chǎn)的，甚至是自制的。各種設(shè)備轉(zhuǎn)子的精度是不一樣的，差別很大，所以我們沒(méi)辦法制定同一的平衡精度標(biāo)準(zhǔn)。動(dòng)平衡測(cè)量精度取決于支撐轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備精度等級(jí)，設(shè)備的精度等級(jí)越高，動(dòng)平衡測(cè)量精度也越高，說(shuō)明書的技術(shù)指標(biāo)不平衡減少率＞80%。意思是說(shuō)，如原來(lái)設(shè)備轉(zhuǎn)子剩余不平衡量是10g（克），通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡操作，可以去掉9.0克重量，剩余不平衡量可以達(dá)1g（克）左右，這個(gè)指標(biāo)也是一個(gè)平均數(shù)。對(duì)于精度高，干擾小的旋轉(zhuǎn)設(shè)備轉(zhuǎn)子完達(dá)到這個(gè)指標(biāo)。對(duì)精度差，干擾大的旋轉(zhuǎn)設(shè)備轉(zhuǎn)子有可能達(dá)不到這個(gè)指標(biāo)。

   3.5、為什么振動(dòng)的幅值和相角，大小有時(shí)會(huì)不停地變化

 在振動(dòng)信號(hào)測(cè)量中，振動(dòng)值與相角不穩(wěn)定是很常見現(xiàn)象。由于不平衡量引起的振動(dòng)是有周期性有規(guī)律的正弦波，正弦波信號(hào)是很穩(wěn)定。但是現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的振動(dòng)是很復(fù)雜的，一般來(lái)說(shuō)是混頻振動(dòng)。包括各種振動(dòng)信號(hào)，只有在不平衡振動(dòng)分量占混頻總振動(dòng)量的80%以上，振動(dòng)信號(hào)幅值和相角才比較穩(wěn)定。振動(dòng)設(shè)備的幅值有10%的跳動(dòng)，相角有10度以內(nèi)的變化，就認(rèn)為振動(dòng)信號(hào)是穩(wěn)定的。如果不平衡振動(dòng)分量只占混頻總振動(dòng)量50%以下，振動(dòng)信號(hào)的幅值與相角就出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。這時(shí)就要想辦法尋找干擾振動(dòng)信號(hào)的根源。如何查找設(shè)備轉(zhuǎn)子振動(dòng)故障，可以用本儀器的“信號(hào)分析”里的“FFT分析”功能，對(duì)于振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行頻譜分析，通過(guò)譜線對(duì)應(yīng)分析出引起振動(dòng)的各種頻率份量。

振動(dòng)信號(hào)幅值和相角不穩(wěn)定，現(xiàn)場(chǎng)處理方法有：①振動(dòng)傳感器安裝位置盡量靠近設(shè)備轉(zhuǎn)子的軸承座上。②將菜單中帶寬選擇，選到帶寬0.2Hz。③當(dāng)振動(dòng)幅值很小時(shí)，可以通過(guò)擴(kuò)大儀器放大倍率，進(jìn)行測(cè)量。④如果設(shè)備轉(zhuǎn)子底腳沒(méi)有固定，要想法固定好。用橡皮墊起來(lái)進(jìn)行隔振。

 有一種現(xiàn)象需要說(shuō)明：做動(dòng)平衡過(guò)程中，不平衡量值由大變小，振動(dòng)測(cè)量的振動(dòng)值和相角由穩(wěn)定變?yōu)椴环€(wěn)定，這屬于正?，F(xiàn)象，說(shuō)明已達(dá)到儀器的測(cè)量精度。

四、動(dòng)平衡測(cè)量中三個(gè)重要要求

    4.1、轉(zhuǎn)速傳感器的安裝

4.1.1、使用光電轉(zhuǎn)速傳感器時(shí)，應(yīng)先在轉(zhuǎn)軸上作好光電標(biāo)記，作為零相位。光電標(biāo)記通常用白色雙面膠紙作為反光紙。反光紙與被測(cè)物體的顏色反差越大，測(cè)量結(jié)果越好。如反差不明顯，建議以涂刷黑漆或粘貼黑色電工膠布等方式增加反差。反光紙的寬度應(yīng)視轉(zhuǎn)軸直徑而定，大直徑轉(zhuǎn)軸要寬一些，大約對(duì)應(yīng)角度為3-5度左右。

用軟管磁力支架將光電傳感器發(fā)射管的紅光正對(duì)反光紙，間隙1～30cm之間。注意觀察光電傳感器后面的紅色發(fā)光管（動(dòng)作指示燈），動(dòng)作指示燈接收到反射信號(hào)時(shí)應(yīng)不停的閃爍。調(diào)節(jié)光電傳感器上白色的靈敏度旋鈕，使動(dòng)作指示燈在不停的閃爍。

調(diào)節(jié)的步驟：先逆時(shí)針調(diào)節(jié)靈敏度旋鈕，使動(dòng)作指示燈變綠，然后再順時(shí)針調(diào)節(jié)靈敏度旋鈕，使動(dòng)作指示燈變紅并閃爍。儀器上才會(huì)有相應(yīng)穩(wěn)定轉(zhuǎn)速顯示。

 4.1.2、使用霍爾傳感器時(shí)，應(yīng)先在皮帶輪或轉(zhuǎn)子平面上安放好小磁鋼，作為零相位標(biāo)記。用軟管磁力支架將霍爾傳感器固定，正對(duì)著磁鋼，間隙大約5-10mm左右。通上電以后，霍爾傳感器上指示燈亮。在低速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)霍爾傳感器指示燈在不停的閃爍，面板上光電指示燈也在不停的閃爍。儀器上會(huì)有相應(yīng)的穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速顯示。

 安放小磁鋼注意事項(xiàng)：1.磁鋼有正反二面區(qū)分。有園圈標(biāo)記的面朝外，對(duì)著霍爾傳感器，否則會(huì)沒(méi)有輸出。2.為了增加磁鋼吸力，防止轉(zhuǎn)子高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)因離心力飛出，請(qǐng)用502膠沿磁鋼四周滴一圈。3.磁鋼安放平面上，如果平面上有孔；有槽；有飛沿安放更安全可靠。

 4.2、振動(dòng)傳感器的安裝

 4.2.1 、振動(dòng)傳感器分加速度傳感器和速度傳感器二類，加速度傳感器適用于高頻振動(dòng)，速度傳感器適用于低頻振動(dòng)。速度傳感器是無(wú)源的，其抗干擾性優(yōu)于加速度傳感器，加速度傳感器其頻響好，線性好又優(yōu)于速度傳感器。

 振動(dòng)傳感器用來(lái)拾取設(shè)備振動(dòng)信號(hào)。使用時(shí)應(yīng)將磁吸座牢固的吸在待測(cè)點(diǎn)上，指支撐轉(zhuǎn)子的軸承座上，并且越靠近軸承座越好。該傳感器可在任意角度測(cè)量，原則上是測(cè)到振動(dòng)幅度大，數(shù)值穩(wěn)定的方向測(cè)量。注意振動(dòng)傳感器一般要安裝在垂直于轉(zhuǎn)子軸的水平方向位置進(jìn)行測(cè)量。

 4.2.2、 磁吸座是由鋁鐵硼磁鋼和專門設(shè)計(jì)磁路構(gòu)成的安裝吸盤，M5螺釘可擰入振動(dòng)傳感器下部螺孔中，這種磁吸座可十分方便地將傳感器安裝在鐵磁材料的設(shè)備軸承座上。而對(duì)非鐵磁材料的設(shè)備，用戶需要另打孔攻絲進(jìn)行固定。

 4.3、相位角的確定

 零相角的定義：從參考標(biāo)記逆設(shè)備轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向看，從亮到暗的邊緣。

    光電傳感器以貼白色反光紙的位置，作為相位角的零度?；魻杺鞲衅饕园卜判〈配摰奈恢?，作為相位角的零度。激光傳感器以貼反光紙的位置，作為相位角的零度。以轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向的逆方向數(shù)相位角的度數(shù)。這點(diǎn)千萬(wàn)不能弄錯(cuò)，否則動(dòng)平衡計(jì)算結(jié)果越變?cè)讲睢?/p>

    穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速測(cè)量，穩(wěn)定的振動(dòng)信號(hào)測(cè)量，正確相位角定義，是動(dòng)平衡計(jì)算結(jié)果成敗的關(guān)鍵。

在做動(dòng)平衡的測(cè)量過(guò)程中，振動(dòng)傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器安裝位置應(yīng)始終保持不變。

五、對(duì)儀器操作中的幾點(diǎn)說(shuō)明

5.1、|保持|鍵在測(cè)量過(guò)程中的功能

    在測(cè)量過(guò)程中，被測(cè)參數(shù)可能發(fā)生變化，因而導(dǎo)致顯示屏上的參數(shù)值變化不定，為此可按|保持|鍵將某一時(shí)刻的參數(shù)固定顯示，以利于觀察或選擇，此時(shí)，屏右上角出現(xiàn)“ [測(cè)量?jī)x封面] ”標(biāo)記。若再次按|保持|鍵，則“ [測(cè)量?jī)x封面] ”標(biāo)記消失，屏上數(shù)字將繼續(xù)變化。

在動(dòng)平衡測(cè)量中若對(duì)測(cè)得的振動(dòng)量滿意，可按|保持|鍵數(shù)據(jù)會(huì)保持在顯示屏上，再按|執(zhí)行|鍵則數(shù)據(jù)被計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)起來(lái)并提示您進(jìn)行下一步操作。

   5.2、振動(dòng)速度值及位移值測(cè)量的切換

    在測(cè)量狀態(tài)下，按|＋1|鍵則測(cè)量在速度有效值(mm/s)及位移峰-峰值(um)之間循環(huán)切換，每按一次|＋1|鍵切換一次。在動(dòng)平衡測(cè)量中，當(dāng)被測(cè)振動(dòng)信號(hào)大時(shí)常用速度值，單位是mm/s。振動(dòng)信號(hào)小時(shí)常用位移值，單位是um（微米），屏上顯示u。

   5.3、放大倍率選擇

    在測(cè)量狀態(tài)下，屏左上角顯示的xN數(shù)值為放大倍率，按▲和▼鍵可重新選擇放大倍率，儀器的放大倍數(shù)共有四檔選擇：x0.1、x1、x10及x100。在位移測(cè)量過(guò)程中，如果顯示屏上出現(xiàn) 999u 的數(shù)字，說(shuō)明數(shù)字溢出，應(yīng)該切換X0.1量程。如果顯示屏上出現(xiàn)＜ 10u 的數(shù)字，應(yīng)該切換X10量程。

   5.4、預(yù)置轉(zhuǎn)速

    在動(dòng)平衡測(cè)量中，當(dāng)實(shí)際轉(zhuǎn)速≥預(yù)置轉(zhuǎn)速時(shí)儀器進(jìn)入保持狀態(tài)，這相當(dāng)于按了|保持|鍵。本儀器軟件設(shè)計(jì)預(yù)置轉(zhuǎn)速=40000rpm，在大多數(shù)情況都用不到，直接按|執(zhí)行|鍵跳過(guò)。

   5.5、 A .B通道切換

    在振動(dòng)測(cè)量中,Ａ通道及Ｂ通道的切換是通過(guò)?鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)的，在動(dòng)平衡測(cè)量中，單面測(cè)量被固定在Ａ通道，雙面測(cè)量的通道切換是自動(dòng)進(jìn)行的。

   5.6、帶寬選擇

 動(dòng)平衡濾波帶寬。可以選擇分別為帶寬(0.2Hz)、帶寬(1Hz)、帶寬(5Hz)。 在動(dòng)平衡測(cè)試一般場(chǎng)合都使用默認(rèn)的帶寬0.2Hz，可以增加抗干擾能力，在低轉(zhuǎn)速動(dòng)平衡測(cè)試中，為加快顯示測(cè)量值，可選用帶寬1Hz。