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风机的平衡误差分析 杨旭东/上海申克机械有限公司 摘要：介绍了引起风机不平衡的几种原因，并通过实例计算风机平衡误差得出了现场平衡的方法，提出了建议和解决措施。 关键词：风机 动平衡 误差分析 中图分类号：TH43 文献标识码：B 文章编号：1006-8155（2007）03-0040-02 Analysis on Balance Allowance for Fan Abstract: Some cause of fan unbalance are introduced, the method of field balance is got by calculating balance error of fan, the suggestion and solution measures are put forward. Key Words：fan dynamic balance allowance analysis 0 引言 针对风机用户经常提出风机的平衡非常难做，不知是做单面平衡还是双面平衡，有些风机做过平衡后仍有较大振动的问题，笔者就具体的风机平衡误差原因作了分析，得出了结论。 辅助芯轴的平衡问题 由于风机叶轮在平衡时一般采用的都是辅助芯轴，所以必须考虑芯轴是否满足平衡的要求。由于芯轴是一个转子，有其自身的不平衡量。在平衡过程中芯轴已和风机合在一起成为一个转子，所以即使整体放在平衡机上已经平衡了，也仅是一个表面的平衡。对应转子的校正平面芯轴自身的残余不平衡量应小于转子允许剩余不平衡量的10％，通常芯轴的质量约是叶轮质量的1/10，芯轴自身的不平衡量有可能与叶轮平衡的要求相等，因此会直接影响叶轮平衡的最终结果。 另外芯轴上的键和键槽也是平衡时一个容易被忽略的问题。有的用户会认为半个键或整键的质量轻，且所在的半径小得可以忽略，实际上键也是有相当质量的，一般有几十克至几百克，芯轴相对于风机叶轮的校正半径要小几倍，相除后仍可能有几十克的不平衡质量附加到风机上。 芯轴中心和叶轮中心的平行偏移 根据平衡的基本原理 U= M e=u r （1） 式中U为不平衡量；M为零件的质量；e为回转中心和质量中心的间距；u为不平衡质量；r为校正半径。 如果风机支承位置的中心和芯轴的轴线中心有偏心，根据式（1）该偏心就会产生不平衡量，产生的误差就会直接附加到风机上。 为保持偏心距尽量小，在芯轴加工过程中，要使加工芯轴的基准保持完全一致。即保证芯轴上轴颈支承位置和叶轮接触位置保证很高的同轴度，为防止芯轴表面的磨损产生新的误差，芯轴在与转子接触的位置与轴颈位置必须得有硬度。这样生产的芯轴才能满足通常的精度要求。例如：叶轮的不平衡量要求是40g·mm/kg=40 μm，芯轴的偏心或称作芯轴中心位置与轴颈位置的同心度在4 μm即可。 例如：芯轴偏心距＝6μm 需要平衡要求＝20g·mm/kg；允许的剩余不平衡量＝20－6＝14 g·mm/kg；对2个平面的平衡：每个平面的不平衡量＝7 g·mm/kg。 再好的芯轴，即使偏心只有1μm，使用一段时间后也会产生5～10μm的偏心。如果要求的平衡精度比该值小，在平衡过程中可根据芯轴的偏心量和角度自行做相应的调整。 在实际中还要考虑到芯轴和风机孔接触配合面都有公差，最大的偏心即为最大配合公差的一半。 例如：偏心距e=10μm； 公差s=14 μm；最大允许的偏心误差e +s/2=10+14/2=17μm。 叶轮的倾斜 如果叶轮装在实际轴端面上有倾斜或芯轴本身有弯曲，在旋转中可能产生的力偶不平衡量就会附加到叶轮中去（见图1）。叶轮微小倾斜产生的力偶不平衡的公式为 Mu ≈ (Iy－ Iz) φ （2） Iz＝1/2 m (R2+ r2) （3） Iy= 1/4 m ( R2+r2 ＋1/3 b2) （4） Mu ≈1/4 m ( 1/3 b2－R2―r2 ) φ （5） 两侧平面的力偶平衡的公式：Mu ＝u r b 图1 叶轮在旋转中产生的力偶不平衡 叶轮的倾斜对平衡