離心風(fēng)機(jī)振動(dòng)與不平衡分析
作為常用的小家電,空氣凈化器將風(fēng)機(jī)和濾網(wǎng)組合使用,風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)加速空氣流動(dòng),空氣顆粒物在經(jīng)過濾網(wǎng)時(shí)被吸附,空氣顆粒物含量減少,從而達(dá)到清潔空氣的目的。因此,空氣凈化器產(chǎn)品的優(yōu)劣多在于風(fēng)機(jī)以及濾網(wǎng)配置上的差異,優(yōu)秀的風(fēng)機(jī)應(yīng)該是大風(fēng)量而低噪音的。
目前空氣凈化器較為常用的風(fēng)機(jī)種類是離心風(fēng)機(jī)和軸流風(fēng)機(jī),二者的主要區(qū)別在于風(fēng)機(jī)氣流運(yùn)動(dòng)方向不同,較為主流的選擇是離心風(fēng)機(jī)。
離心風(fēng)機(jī)的主要構(gòu)成部分包括機(jī)殼、主軸、軸承傳動(dòng)結(jié)構(gòu)以及電機(jī),因?yàn)閮?nèi)部旋轉(zhuǎn)體的存在,旋轉(zhuǎn)體在工作運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不可避免會(huì)產(chǎn)生離心力,進(jìn)而導(dǎo)致不平衡的出現(xiàn),進(jìn)一步引起振動(dòng),振動(dòng)是離心風(fēng)機(jī)工作運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的常見現(xiàn)象。
雖然扇葉不平衡會(huì)造成離心風(fēng)機(jī)振動(dòng),但是離心風(fēng)機(jī)振動(dòng)的原因不是唯一,還有其他如機(jī)械原因、轉(zhuǎn)子熱變形、摩擦振動(dòng)、表面灰塵、鐵銹等附著物多等。在機(jī)械原因上,離心風(fēng)機(jī)又可以進(jìn)行具體分類,分為風(fēng)機(jī)葉片磨損嚴(yán)重、轉(zhuǎn)子平衡狀態(tài)不理想、風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)不合理、注塑安裝不合理、聯(lián)軸器同軸度差等具體原因。
因?yàn)轱L(fēng)機(jī)振動(dòng)原因的復(fù)雜性,風(fēng)機(jī)振動(dòng)被分解為不同頻率以及不同振幅的諧振,將諧振的幅值按頻率排列成的圖形被稱為振動(dòng)頻譜。其中,與轉(zhuǎn)速頻率成正比的振動(dòng)頻率被稱為同步振動(dòng),同步成分是旋轉(zhuǎn)頻率的整數(shù)倍或者整分?jǐn)?shù)倍,如一倍頻(1X),二倍頻(2X),三倍(3X)等。根據(jù)大量現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試頻譜結(jié)果顯示,一倍頻是造成轉(zhuǎn)子振動(dòng)的主要原因。
一倍頻下的振動(dòng)被稱為強(qiáng)迫振動(dòng),也被稱為1X振動(dòng),是指受到外界持續(xù)干擾所產(chǎn)生的振動(dòng),一般由不平衡量引起的振動(dòng)與轉(zhuǎn)速頻率一致。1X振動(dòng)與轉(zhuǎn)子平衡有關(guān),所以當(dāng)檢測(cè)到1X振動(dòng)有所增加,可推斷風(fēng)機(jī)內(nèi)部轉(zhuǎn)子平衡狀態(tài)不理想。
通常情況下,與轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡相關(guān)的振動(dòng)較為常見,這種情況下的振動(dòng)有以下特征:
1、振動(dòng)穩(wěn)定性比較好,對(duì)負(fù)荷變化不敏感
2、振動(dòng)隨轉(zhuǎn)速升高而增大(與轉(zhuǎn)速的平方成正比)
因?yàn)?X振動(dòng)發(fā)生的普遍性,針對(duì)離心風(fēng)機(jī)以及各類需要做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的風(fēng)機(jī)、風(fēng)扇都需要在出廠以及組裝前檢查轉(zhuǎn)子不平衡狀態(tài),保證轉(zhuǎn)子不平衡量在允許范圍內(nèi)。因?yàn)樵诂F(xiàn)實(shí)加工以及使用過程中,所有旋轉(zhuǎn)體軸的幾何中心和質(zhì)心會(huì)存在偏離,即偏心,當(dāng)偏心程度較大時(shí),不平衡量就會(huì)影響設(shè)備正常使用。
振動(dòng)是風(fēng)機(jī)或風(fēng)扇運(yùn)行時(shí)的常見現(xiàn)象,和不平衡量相類似,只要將振動(dòng)控制在一定范圍內(nèi),就不影響設(shè)備的正常使用。在扇葉、轉(zhuǎn)子生產(chǎn)組裝前需要進(jìn)行平衡量檢測(cè),降低不平衡量,使其產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)幅度降到允許范圍內(nèi),降低風(fēng)扇振動(dòng)、磨損出現(xiàn)的可能性,延長(zhǎng)使用壽命。改善轉(zhuǎn)子失衡問題,是降低設(shè)備振動(dòng)、減少設(shè)備故障的有效方法,想要有效測(cè)定轉(zhuǎn)子的不平衡量以及不平衡位置,需要借助平衡機(jī)進(jìn)行測(cè)量。