碟片分離機(jī)廣泛應(yīng)用于石油化工、橡膠、食品、醫(yī)藥等工業(yè)部門(mén)，是一種高分離因數(shù)的分離機(jī)械。這種分離機(jī)同其他類(lèi)型分離機(jī)械的差別有兩點(diǎn)：一是轉(zhuǎn)速高（通常在4000～8000r/min之間），為撓性轉(zhuǎn)子；二是分離機(jī)轉(zhuǎn)鼓是由一百多只零件組裝而成的組合件。由于該機(jī)存在上述兩個(gè)特點(diǎn)，故其動(dòng)平衡方法也就不同于其他分離機(jī)械。首先，因?yàn)樗菗闲赞D(zhuǎn)子，所以不能采用通常的剛性轉(zhuǎn)子平衡方法；其次，因轉(zhuǎn)子是組合件，故須保證多次裝拆后裝配條件不變。本文針對(duì)這類(lèi)分離機(jī)研究了一種新的現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡方法，該方法既不同于使用高速立式動(dòng)平衡機(jī)的平衡方法，也不同于現(xiàn)有的整機(jī)平衡方法，而是現(xiàn)有整機(jī)動(dòng)平衡方法的新拓展。
1 原理和方法
轉(zhuǎn)鼓的不平衡通過(guò)軸承傳遞到機(jī)殼上。機(jī)殼的振動(dòng)由傳感器測(cè)得，并把機(jī)械量轉(zhuǎn)換為電量送至振動(dòng)測(cè)試分析儀后將振動(dòng)信號(hào)放大。由于機(jī)殼處測(cè)得的振動(dòng)包括了轉(zhuǎn)鼓、電機(jī)和橫軸系統(tǒng)的多種振動(dòng)，如不把轉(zhuǎn)鼓以外的振動(dòng)信號(hào)從總的振動(dòng)信號(hào)中消除，則會(huì)因?yàn)樾旁氡鹊臏p小而影響平衡工作的進(jìn)行。故儀器設(shè)置了選頻電路，它能把不平衡產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)以外的振動(dòng)信號(hào)，從總的振動(dòng)信號(hào)中濾除。將選頻后的振動(dòng)信號(hào)經(jīng)過(guò)放大、限幅、微分、整流以后，可獲得每旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生的一個(gè)脈沖信號(hào)。此脈沖信號(hào)觸發(fā)閃光燈瞬間閃光。如果預(yù)先在轉(zhuǎn)鼓上等分地標(biāo)上數(shù)字，則可清楚地看到轉(zhuǎn)鼓上一個(gè)不動(dòng)的數(shù)字，此數(shù)字的位置即為對(duì)應(yīng)于機(jī)殼測(cè)到振幅極值時(shí)的轉(zhuǎn)鼓位置。此時(shí)對(duì)應(yīng)的選頻振幅即為轉(zhuǎn)鼓不平衡產(chǎn)生的振幅。測(cè)得了選頻振幅即為轉(zhuǎn)鼓不平衡產(chǎn)生的振幅。測(cè)得了選頻振幅和閃光燈照到的相對(duì)相位角后，只要通過(guò)試加重就能確定出轉(zhuǎn)鼓的不平衡量及其所在位置。由于碟片分離機(jī)屬于撓性轉(zhuǎn)子，其工作轉(zhuǎn)速在一階和二階臨界轉(zhuǎn)速之間，因而需要兩個(gè)平衡校正面和兩個(gè)平衡轉(zhuǎn)速。對(duì)于碟片分離機(jī)來(lái)說(shuō)，加重平衡校正面是可以根據(jù)實(shí)際情況來(lái)確定的，而去重平衡校正面通常是規(guī)定的，不允許隨意確定。
這種現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡方法同使用高速立式動(dòng)平衡機(jī)相比，其優(yōu)點(diǎn)是十分明顯的：一是高速立式動(dòng)平衡機(jī)價(jià)格昂貴，而此現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡方法成本較低；二是現(xiàn)場(chǎng)平衡是在整機(jī)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)條件下進(jìn)行的，因而可達(dá)到相當(dāng)高的實(shí)際平衡精度，而在高速立式動(dòng)平衡機(jī)上平衡后的轉(zhuǎn)鼓，當(dāng)放到整機(jī)上去的時(shí)候，由于支承以及配合條件多少有些差別，會(huì)使平衡精度有所下降。
2 測(cè)試實(shí)例和分析
（1）平衡前一些常見(jiàn)故障的排除
現(xiàn)場(chǎng)平衡僅能消除轉(zhuǎn)鼓組件不平衡引起的振動(dòng)，而其他原因引起的振動(dòng)不僅不能消除，還會(huì)干擾現(xiàn)場(chǎng)平衡的進(jìn)行。平衡前須排除的常見(jiàn)故障大致有三類(lèi)：
①轉(zhuǎn)鼓與主軸的配合面貼合不良，不能保證同樣條件下測(cè)試數(shù)據(jù)的重復(fù)性，從而嚴(yán)重影響現(xiàn)場(chǎng)平衡數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確程度。例如，一臺(tái)TA60型碟片分離機(jī)，同樣條件，兩次低速下測(cè)試的振幅和相位嚴(yán)重不重復(fù)，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，該機(jī)轉(zhuǎn)鼓和主軸的貼合面貼合僅40%左右，而且偏向一邊。將舊軸換掉，并將一根預(yù)先檢查過(guò)的，與轉(zhuǎn)鼓貼合良好的主軸裝上，數(shù)據(jù)嚴(yán)重不重復(fù)的問(wèn)題即得到克服。
②轉(zhuǎn)鼓組件在每次裝拆后，或每次升降速時(shí)配合條件發(fā)生變化。為了保證每次裝配條件的一致，各零件的尺寸要求很?chē)?yán)格，裝配方向和次序也有嚴(yán)格規(guī)定。但分離機(jī)經(jīng)長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)后轉(zhuǎn)鼓會(huì)發(fā)生一些變形，碟片在軸向的彈性也會(huì)下降而產(chǎn)生塑性變形，從而使碟片因不能充分壓緊導(dǎo)致一定程度的徑向移動(dòng)。這種徑向移動(dòng)帶有相當(dāng)大的隨機(jī)性，致使測(cè)試數(shù)據(jù)不重復(fù)。對(duì)于這種故障有一個(gè)簡(jiǎn)易的判斷方法，即嚴(yán)密監(jiān)視升速過(guò)程中振動(dòng)值是否有突然跳躍現(xiàn)象，達(dá)到工作轉(zhuǎn)速后振幅值是否會(huì)隨時(shí)間延續(xù)而逐漸增大，升速和降速時(shí)對(duì)應(yīng)于各轉(zhuǎn)速的振幅值是否基本一致。
③機(jī)械傳動(dòng)部分的故障。例如齒輪磨損造成嚙合情況變差，軸承失效，摩擦輪損壞等。這類(lèi)故障除軸承失效以外，大都會(huì)產(chǎn)生比工作轉(zhuǎn)速頻率低得多的振動(dòng)。例如，電機(jī)輸入的轉(zhuǎn)速為1500r/min，僅為工作轉(zhuǎn)速的37.5%，因而振動(dòng)的特征是通頻振幅比選頻振幅要大好幾倍，但在機(jī)殼處測(cè)到的振動(dòng)速度卻沒(méi)有成倍或成幾倍地增長(zhǎng)，這也說(shuō)明了造成振幅變大的因素其頻率都不很高。例如，在對(duì)一臺(tái)TA60進(jìn)行整機(jī)平衡時(shí)，發(fā)現(xiàn)起動(dòng)時(shí)間大大增長(zhǎng)，而且測(cè)得工作轉(zhuǎn)速下的選頻振幅為17.1μ，而通頻振幅卻達(dá)到61～80μ，且振動(dòng)量不穩(wěn)定。停機(jī)檢查，發(fā)現(xiàn)傳動(dòng)用的摩擦塊掉了兩塊，造成啟動(dòng)困難以及轉(zhuǎn)速1500r/min時(shí)摩擦輪的失衡，從而導(dǎo)致通頻振幅大大增加。修復(fù)摩擦輪后工作即趨于正常。
在現(xiàn)場(chǎng)平衡之前，仔細(xì)地檢查并排除影響平衡工作正常進(jìn)行的故障是十分重要的。
（2）平衡的效果
通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)平衡之后，機(jī)器從啟動(dòng)一直到達(dá)工作轉(zhuǎn)速，其振幅都大幅度地下降了，提高了機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性和可靠性。
3 結(jié)語(yǔ)
（1）本文介紹的碟片分離機(jī)現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡方法不需用動(dòng)平衡機(jī)，只需有一臺(tái)振動(dòng)測(cè)試分析儀就能進(jìn)行，因而適于推廣，特別是碟片分離機(jī)的使用工廠。
（2）此現(xiàn)場(chǎng)平衡方法同現(xiàn)有整機(jī)平衡法相比，不需事先對(duì)碟片分離機(jī)作任何機(jī)械加工，因而特別適用于在役的機(jī)器進(jìn)行平衡，即只需停機(jī)極短時(shí)間便可恢復(fù)正常使用。
（3）此現(xiàn)場(chǎng)平衡測(cè)試（包括去重）大約有一天時(shí)間即可，且平衡精度很高，是一種快速高精度的動(dòng)平衡方法。
（4）使用現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡方法對(duì)碟片分離機(jī)進(jìn)行平衡后，由于易損件壽命大大提高，既節(jié)約了維修費(fèi)用又大大減少了機(jī)器的維修時(shí)間，提高了機(jī)器的利用率。
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