離心風(fēng)機振動與不平衡分析
作為常用的小家電,空氣凈化器將風(fēng)機和濾網(wǎng)組合使用,風(fēng)機運轉(zhuǎn)加速空氣流動,空氣顆粒物在經(jīng)過濾網(wǎng)時被吸附,空氣顆粒物含量減少,從而達到清潔空氣的目的。因此,空氣凈化器產(chǎn)品的優(yōu)劣多在于風(fēng)機以及濾網(wǎng)配置上的差異,優(yōu)秀的風(fēng)機應(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)機種類是離心風(fēng)機和軸流風(fēng)機,二者的主要區(qū)別在于風(fēng)機氣流運動方向不同,較為主流的選擇是離心風(fēng)機。
離心風(fēng)機的主要構(gòu)成部分包括機殼、主軸、軸承傳動結(jié)構(gòu)以及電機,因為內(nèi)部旋轉(zhuǎn)體的存在,旋轉(zhuǎn)體在工作運轉(zhuǎn)時不可避免會產(chǎn)生離心力,進而導(dǎo)致不平衡的出現(xiàn),進一步引起振動,振動是離心風(fēng)機工作運轉(zhuǎn)時的常見現(xiàn)象。
雖然扇葉不平衡會造成離心風(fēng)機振動,但是離心風(fēng)機振動的原因不是唯一,還有其他如機械原因、轉(zhuǎn)子熱變形、摩擦振動、表面灰塵、鐵銹等附著物多等。在機械原因上,離心風(fēng)機又可以進行具體分類,分為風(fēng)機葉片磨損嚴(yán)重、轉(zhuǎn)子平衡狀態(tài)不理想、風(fēng)機結(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。
因為風(fēng)機振動原因的復(fù)雜性,風(fēng)機振動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頻譜。其中,與轉(zhuǎn)速頻率成正比的振動頻率被稱為同步振動,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)場測試頻譜結(jié)果顯示,一倍頻是造成轉(zhuǎn)子振動的主要原因。
一倍頻下的振動被稱為強迫振動,也被稱為1X振動,是指受到外界持續(xù)干擾所產(chǎn)生的振動,一般由不平衡量引起的振動與轉(zhuǎn)速頻率一致。1X振動與轉(zhuǎn)子平衡有關(guān),所以當(dāng)檢測到1X振動有所增加,可推斷風(fēng)機內(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)的振動較為常見,這種情況下的振動有以下特征:
1、振動穩(wěn)定性比較好,對負(fù)荷變化不敏感
2、振動隨轉(zhuǎn)速升高而增大(與轉(zhuǎn)速的平方成正比)
因為1X振動發(fā)生的普遍性,針對離心風(fēng)機以及各類需要做旋轉(zhuǎn)運動的風(fēng)機、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)。因為在現(xiàn)實加工以及使用過程中,所有旋轉(zhuǎn)體軸的幾何中心和質(zhì)心會存在偏離,即偏心,當(dāng)偏心程度較大時,不平衡量就會影響設(shè)備正常使用。
振動是風(fēng)機或風(fēng)扇運行時的常見現(xiàn)象,和不平衡量相類似,只要將振動控制在一定范圍內(nèi),就不影響設(shè)備的正常使用。在扇葉、轉(zhuǎn)子生產(chǎn)組裝前需要進行平衡量檢測,降低不平衡量,使其產(chǎn)生的機械振動幅度降到允許范圍內(nèi),降低風(fēng)扇振動、磨損出現(xiàn)的可能性,延長使用壽命。改善轉(zhuǎn)子失衡問題,是降低設(shè)備振動、減少設(shè)備故障的有效方法,想要有效測定轉(zhuǎn)子的不平衡量以及不平衡位置,需要借助平衡機進行測量。