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动平衡中相位是如何测量的

发布时间: 作者:上海路阳仪器 技术文档组 点击次数:
本篇摘要

动平衡相位由激光转速传感器确定:传感器触发点为0度相位,与振动波形下一个正峰值的时间差换算成角度,即为绝对相位。测量精度约1度。

核心要点

  • 相位是键相信号与选频振动信号之间的相对位置
  • 激光转速传感器的触发点被定义为 0 度相位
  • 触发点到振动波形下一个正峰值的时间差,换算成角度即绝对相位
  • 转子动平衡需要的是绝对相位,不是相对相位
  • 相位测量需要一只振动传感器加一只激光/光电转速传感器
  • 反光片所贴位置就是相位零点,贴好后不能移动

相位的测量靠两只传感器配合:振动传感器测出振动波形,激光转速传感器每转给出一个键相脉冲,这个脉冲被定义为 0 度。从触发点到振动波形下一个正峰值的时间差,换算成角度就是绝对相位——动平衡需要的正是这个角度。

动平衡中相位是通过激光转速传感器确定的,激光转速传感器的触发点为0相位,所以大家习惯将激光转速传感器称为激光触发器(laser trigger)、相位计、RPM传感器、激光转速计。

高速旋转机械受物料的影响较大,冲击、腐蚀、磨损、结焦都会对机器的转子系统造成不平衡故障。而旋转机械的振动故障有70%来源于转子系统的不平衡。通常,维护人员对于振动较大的转子,进行拆除处理,直接更换叶轮等,重新安装后运行,达到降低振动的目的。然而,由于旋转部件原始不平衡量的存在,导致机器运转后,有时振动依然超过标准的允许值。为防止毁机,威胁现场人员的安全与保障生产的正常运行,需进行动平衡校正。

动平衡中相位是如何测量的 图1

相位是指键相信号与选频振动信号的相对位置,它表示转子振型的分布方式及相对于某一标准选频振幅的时差或位差。相位告诉我们振动的方向,它是一个时间概念。相位分为绝对相位与相对相位,而转子动平衡时需要的是绝对相位。

相位测量需要一个振动传感器和一个激光光电转速传感器。不同的振动测量仪表对相位的定义可能不同,一般认为相位是指光电转速传感器的触发点到振动波形中下一个正峰值的时间。时间差转化成角度,就是我们平时用到的相位(绝对相位)。在要平衡的机器上贴上反光片,反光片的位置即相位的零点。相位测量要求的精度为1°,准确地测量相位,是快速进行现场动平衡的基础。

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动平衡校正及振动检测专用反光贴纸适用于转子、马达、主轴、风车、扇叶等做动平衡校正时的转速测量。机械设备在开始做动平衡之前,要把传感器放在合适的位置上,以确保能够检测到准确有效的数据,给设备做动平衡校正。下面就两种常用传感器来讲一下选位置的方法。动平衡校正及振动检测专用反光贴纸由我司人员制作,量大从优。

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感光纸反光贴纸,适用于转子、马达、主轴、风车、扇叶等做动平衡校正时的转速测量。

机械设备在开始做动平衡之前,要把传感器放在合适的位置上来确保能够检测到准确有效的数据,给设备做动平衡校正,下面就两种常用传感器来讲一下选位置的方法:

为了开始测量,把磁座吸在需要作平衡校正的轴承座上(一般取水平位置)——确保磁座的正确方向和角度。

LUYOR技术工程师建议,使用磁座之前先将轴承座所要吸附的位置清理干净——在测量期间,不移动测振探头;当磁座在机器上测量(非铁类)放置不稳定状态时,可用粘合剂(502胶)或双面胶带使其处于稳定状态。当振动强度较高时,当心震荡并防止仪表落下。反光条贴在转动部位,将激光转速传感器固定在反光条前端,以采集转速信号。当所有准备工作都做好后,开机使设备正常工作以便仪器检测。

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绝对相位与相对相位

绝对相位以转子上某个固定标记(反光片)为基准,同一台设备、同一位置重复测量,数值可比;相对相位则以振动信号自身的某个特征为基准,换一次安装就可能变。动平衡要做的是"把配重加在哪个角度",必须用绝对相位,否则配重位置没有共同参照。

为什么相位差一点,配重就白加

配重角度算错 30 度,不仅抵消不了原有不平衡,还会引入新的不平衡分量,振动可能比处理前更大。所以规范要求相位测量精度在 1 度量级:反光片要贴牢、传感器要刚性固定、键相指示灯必须每转只闪一次。若指示灯闪两次,说明贴了两块反光片或镜面反射造成重复触发。

70% 的振动故障来自转子不平衡

高速旋转机械受物料、冲击、腐蚀、磨损、结焦影响,转子系统最容易出现不平衡。维护人员常直接拆下转子更换叶轮,装回后振动仍超标——因为原始不平衡量还在。此时应先做现场动平衡,用最少的停机时间把振动降到允许范围,再考虑是否拆检。

常见问题

反光片贴在哪里对相位有影响吗?

有。反光片位置就是零点,贴在不同角度,测得相位会整体偏移同一个角度。关键是同一台设备做平衡的全过程中不要移动它。

没有激光传感器,能用振动信号自己做键相吗?

部分仪器支持用振动信号的自相关做参考,但精度和稳定性都不如独立键相,正式平衡不建议。

相位读数和上次差很多,是设备变了吗?

先排除测量因素:反光片是否被更换、传感器是否移位、转速是否与上次一致。三者都对得上,再怀疑转子状态变化。

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引用本文

上海路阳仪器有限公司. 《动平衡中相位是如何测量的》[EB/OL]. 上海路阳仪器有限公司, 2024-09-06. https://www.luyor.net/jishujieda/126.html.

上海路阳仪器有限公司

成立于 2008 年,专注紫外光源、荧光检测与紫外辐照设备的研发制造,产品覆盖荧光渗透/磁粉探伤灯、荧光检漏套装、生物膜检测灯、细胞光毒性辐照仪、荧光蛋白激发光源与转速测量仪器,服务无损检测、轨道交通、食品药品、化妆品与生命科学研究等领域。本文由路阳技术文档组依据产品实测数据与行业标准编写。

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