CN102494846A

CN102494846A - 单面动平衡工具

Info

Publication number: CN102494846A
Application number: CN201110384253XA
Authority: CN
Inventors: 马杰; 马廉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-11-28
Filing date: 2011-11-28
Publication date: 2012-06-13

Abstract

本发明公开了一种单面动平衡工具。该工具包括振动采集仪和手机／电脑两部分组成；所述的手机／电脑具有工具模块，该工具模块包括：文本模块、图形模块、输入模块、输出模块、按钮模块。其应用步骤为：一是采集振动超标旋转机械设备的动平衡数据，二是在已装载“单面动平衡工具”的手机／电脑中选择并运行此工具，三是依次在输入模块中输入动平衡数据，四是选择并点击“计算”按钮模块，输出模块显示出去掉试重的校正质量、保留试重的校正质量两套解决方案，以及影响系数值和振动矢量关系图的两种关键信息要素。本发明具有方便快捷，立刻显示结果，直观的把复杂的处理过程简单化、可视化。

Description

单面动平衡工具

技术领域

本发明涉及一种用于旋转机械振动超标处理的单面动平衡工具，特别是一种能够承载但不限于移动设备，具有快速、准确、高效地提供两套校正质量的振动处理方案，以及具备显示矢量关系图功能的工具。

背景技术

随着旋转机械设备的广泛使用，不平衡振动超标问题尤为突出，不但容易造成旋转机械设备振动大跳闸停运，严重时还会造成转子烧损、设备报废、人员伤亡事故，所以振动处理工作不容迟缓。目前，不平衡振动超标的处理方案有两种，一种是设备检修解体抽出转子，然后委托拥有平衡机的公司或部门在平衡台上做动平衡试验；另一种是由振动处理专业人员，在设备所在现场，用振动采集仪和人工计算方法进行动平衡试验操作。

其中，采用平衡机做动平衡存在周期长、费用高，以及容易因运输中颠簸磕碰造成设备回装后振动依然超标的问题。振动处理专业人员在现场做动平衡，采用测相平衡法手工计算，基本步骤为：⑴将一已知不平衡振动超标的转机设备，在工作转速时，用振动采集仪(如ENTEK公司的DP1500、德国申克公司的Vibroport 41)测取初始振动值及相位，记作A0；⑵然后停机并在转机设备的平衡槽或叶轮轮盘某一角度(通常约定为键相光标位置为0°，逆转向读取位置角度)加装或焊接试重质量块，记作P；⑶再次启动转机并采集试重后同一位置的振动值及相位，记作A1；⑷通过这种预加重试验求出加重对振动的影响系数，记作α，使得α=( A1- A0)/P，根据影响系数求出去掉试重的校正质量，记作Q去，满足Q去*α+ A0=0，同样也可求出保留试重的校正质量，记作Q留，满足Q留*α+ A1=0；⑸按照Q去或Q留进行动平衡质量校正，即可使旋转机械设备振动超标问题得到解决。

此测相平衡方法是动平衡试验的基本方法，同型设备、同工况下且相同测量位置计算出的影响系数据还有一定的借鉴作用。然而，在试验的计算过程中，常伴随有两个问题，第一个是：操作员手工进行大量三角函数运算或绘制矢量示意图，容易出现较大的人为误差，特别是相位角度计算出错，后果令人堪忧；第二是，纯人工完成动平衡试验的效率低，而为了提高效率，往往以牺牲计算精度为代价，这就导致了计算过程累积误差的叠加和放大，对最终处理方案造成很大影响。

发明内容

鉴于上述现状，本发明提供了一种单面动平衡工具，具有便携、快速、准确的提供动平衡校正调整方案，通过图形模块提供了可视化的振动矢量关系图，用于反映动平衡试验的矢量变化过程，以便更加直观有效地解决转动机械设备不平衡振动超标的问题。

基于本发明的单面动平衡工具，还可以准确计算出去掉试重质量块后需调整的质量大小和方向、保留试重质量块后需调整的质量大小和方向的校正质量方案，同时轻易提供影响系数数值和振动矢量关系图两种关键信息，以达到解决旋转机械设备不平衡振动超标的问题。

本发明的技术方案是：一种单面动平衡工具，包括振动采集仪和手机／电脑两部分组成；所述的手机／电脑具有工具模块，该工具模块包括：说明性文字及警示信息的文本模块、绘制矢量关系的图形模块、动平衡数据录入的输入模块、校正质量及影响系数显示的输出模块、矢量计算和数据清除的按钮模块。

本发明的应用包括以下步骤：

1、由振动采集仪采集动平衡试验数据；

2、运行手机／电脑的工具模块；

3、依次在输入模块中输入动平衡试验数据；

4、选择并点击“计算”按钮模块，此时输出模块显示校正质量、影响系数，图形模块显示出振动矢量关系图；

5、按照校正质量对旋转机械设备进行动平衡调整处理。

在本发明中，所述按钮模块中的计算按钮关联了输入模块、输出模块之间的矢量计算逻辑，同时触发图形模块绘制矢量关系图，即

//点击按钮时触发计算

on(press){

//角度转化为弧度运算

ati2=Number(Ti002)*Math.PI/180;

ati7=Number(Ti007)*Math.PI/180;

//影响系数Out001:

x=Number(Ti006)*Math.cos(ati7)-Number(Ti001)*Math.cos(ati2);

y=Number(Ti006)*Math.sin(ati7)-Number(Ti001)*Math.sin(ati2);

allOut001=Math.sqrt(x*x+y*y)/Number(Ti004);

Out001=Math.round(Math.sqrt(x*x+y*y)/Number(Ti004)*100)/100;

//影响系数角度Out002:

b=Math.atan(y/x)*180/Math.PI;

//把角度进行校准

if((x==0)&&(y>0)){

bb=90;

}

else if((x==0)&&(y==0)){

bb=0;

}

else if((x==0)&&(y<0)){

bb=270;

}

else if((x>0)&&(y>0)){

bb=b;

}

else if((x>0)&&(y<0)){

bb=360+b;

}

else {

bb=180+b;

}

bbb=bb-Number(Ti005);

if(bbb<0){

bbbb=bbb+360;

}

else {

bbbb=bbb;

}

Out002=Math.round(bbbb);

//去重校正Out003、Out004

Out003=Math.round(Number(Ti001)/allOut001);

c=ati2*180/Math.PI+180-Out002;

//角度换算到[0,360]区间

if(c>=360){

Out004=c-360;

}

else if(c<0){

Out004=c+360;

}

else{

Out004=c;

}

//留重校正Out005、Out006

Out005=Math.round(Number(Ti006)/allOut001);

d=ati7*180/Math.PI+180-Out002;

if(d>=360){

Out006=d-360;

}

else if(d<0){

Out006=d+360;

}

else{

Out006=d;

}

//声明一个变量点

this.createEmptyMovieClip("triangle_mc", 1);

//绘制初始测量的振动数值cszd

triangle_mc.lineStyle(2, 0xFD0202, 100);

//把矢量长度限制为60dpi，有利于图形的整体显示

//把同心圆的圆心坐标(240,135)作为矢量线的起点

cszdx=240+60*Math.cos(ati2);

cszdy=135-60*Math.sin(ati2);

triangle_mc.moveTo(240, 135);

triangle_mc.lineTo((cszdx), (cszdy));

//绘制增加试重后的振动值szxy

triangle_mc.lineStyle(2, 0x9513EC, 100);

szxyx=240+Number(Ti006)*Math.cos(ati7)*60/Number(Ti001);

szxyy=135-Number(Ti006)*Math.sin(ati7)*60/Number(Ti001);

triangle_mc.moveTo(240, 135);

triangle_mc.lineTo((szxyx), (szxyy));

//绘制质量块实际产生的矢量ycszxy

triangle_mc.lineStyle(2, 0x339900, 100);

ycszxyx=240+(Number(Ti006)*Math.cos(ati7)-Number(Ti001)*Math.cos(ati2))*60/Number(Ti001);

ycszxyy=135-(Number(Ti006)*Math.sin(ati7)-Number(Ti001)*Math.sin(ati2))*60/Number(Ti001);

triangle_mc.moveTo(240, 135);

triangle_mc.lineTo((ycszxyx), (ycszxyy));

//辅助线连接

triangle_mc.lineStyle(0.5, 0xFEFD92, 100);

triangle_mc.lineTo((szxyx), (szxyy));

triangle_mc.lineTo((cszdx), (cszdy));

//试重质量的大小方向ycsz

triangle_mc.lineStyle(1, 0x0000FF, 100);

ycszx=240+Number(Ti004)*Math.cos(Number(Ti005)*Math.PI/180)*60/Number(Ti001);

ycszy=135-Number(Ti004)*Math.sin(Number(Ti005)*Math.PI/180)*60/Number(Ti001);

triangle_mc.moveTo(240, 135);

triangle_mc.lineTo((ycszx), (ycszy));

triangle_mc.moveTo((ycszx-1), (ycszy-1));

triangle_mc.lineTo((ycszx+1), (ycszy-1));

triangle_mc.lineTo((ycszx+1), (ycszy+1));

triangle_mc.lineTo((ycszx-1), (ycszy+1));

triangle_mc.lineTo((ycszx-1), (ycszy-1));

triangle_mc.endFill();

}

在本发明中，所述的清除按钮关联了图形模块、输入模块、输出模块所有数据的清除,即

on (press) {

Ti001 = "";

Ti002 = "";

Ti004 = "";

Ti005 = "";

Ti006 = "";

Ti007 = "";

Out001 = "";

Out002 = "";

Out003 = "";

Out004 = "";

Out005 = "";

Out006 = "";

Tiout001 = "";

Tiout002 = "";

this.createEmptyMovieClip("triangle_mc",1);

triangle_mc.endFill();

}

本发明中模块的开发环境为Adobe Flash CS3.0共享版，文件属性为Flash文档，发布设置为Flash Lite 2.0。

在本发明中所选用的振动采集仪是外购产品，其型号为ENTEK公司的DP1500，或选用德国申克公司的Vibroport 41。

根据本发明主要特点是快速、准确地计算出解决振动超标问题的校正质量，同时显示出影响系数数值和振动矢量关系图，而且把振动采集仪和手机／电脑有机结合起来，方便快捷。另外，还具有如下特点：1、节省时间，不需要重复验算，马上可得到结果；2、操作员计算能力不同，不会影响动平衡试验结果；3、矢量图自动给出，有效避免了人工绘制的角度偏差；4、过程全数列运算，即中间过程不进行四舍五入，所以不会出现累积误差叠加放大问题；5、方便、直观，把复杂的处理过程简单化、可视化。

附图说明

图1是本发明的手机工具模块的界面图；

图2是图1中显示的文本模块的界面图；

图3是图1中显示的图形模块的界面图；

图4是图1中显示的输入模块的界面图；

图5是图1中显示的输出模块的界面图；

图6是图1中显示的按钮模块的界面图；

图7是图1输入完成了初始测量的振动数据的应用参考图；

图8是图1输入完成了试重质量的大小方向的应用参考图；

图9是图1输入完成了增加试重后的振动值的应用参考图；

图10是图1点击单面动平衡工具计算按钮模块的应用参考图；

图11是图1点击单面动平衡工具清除按钮模块的应用参考图。

具体实施方式

参见图1给出了单面动平衡工具，该工具是采用的手机作为工具模块。在手机的界面上显示出说明性文字及警示信息的文本模块、绘制矢量关系的图形模块、动平衡数据录入的输入模块、校正质量及影响系数显示的输出模块、矢量计算和数据清除的按钮模块。

参见图2中的文本模块。该功能模块使用了静态文本框，从上到下的文本框中依次包括了“单面动平衡工具”、“初始测量的振动数值”、“试重质量的大小方向”、“增加试重后的振动值”、“去掉试重的校正质量”、“保留试重的校正质量”、“影响系数”，以及警示信息文本框内容为“注：试重质量与校正质量的读取转向要求一致”,另有数据输入、输出位置的长方形边框及符号“∠”、“°”，按钮处的 “计算”、“清除”文本框。

参见图3中的图形模块。该功能模块用一个右旋箭头作为旋转机械设备顺指针的转动方向,然后用两条互相垂直的虚线段平分三个虚线等间距的同心圆，再以右侧水平位置为0°起点，逆时针分度依次标注垂直上方90°、水平左侧180°、垂直下方270°。

参见图4中的输入模块。该功能模块使用了输入文本框，即“初始测量的振动数值”的右侧及其角度符号“∠”的右侧，定义变量名为Ti001、Ti002，“试重质量的大小方向” 的右侧及其角度符号“∠”的右侧，定义变量名为Ti004、Ti005，“增加试重后的振动值” 的右侧及其角度符号“∠”的右侧，定义变量名为Ti006、Ti007。

参见图5中的输出模块。该功能模块使用了动态文本框，即“去掉试重的校正质量”的右侧及其角度符号“∠”的右侧，定义变量名为Out003、Out004，“保留试重的校正质量” 的右侧及其角度符号“∠”的右侧，定义变量名为Out005、Out006，“影响系数” 的右侧及其角度符号“∠”的右侧，定义变量名为Out001、Out002。

参见图6中的按钮模块。该功能模块由“计算”、“清除”两个按钮组成。

具体应用实例：（如旋转机械设备不平衡问题造成了振动数值严重超标）

1、首先用振动采集仪(如振动采集仪选用ENTEK DP1500)测得旋转机械设备一侧轴承箱径向初始振动A0为761μm∠15°，停机，在转机平衡槽或叶轮轮盘加装或焊接试重质量块P为530g∠65°，再次启动转机，采集试重后同一位置的振动值及相位A1为417μm∠104°；

2、选用单面动平衡工具，本实例的单面动平衡工具选用手机(手机型号为多普达S900)运行；

3、点击手机的方向键，使光标移动到输入模块中“初始测量的振动数据”右侧的输入框内，触屏手机可以直接触摸激活该输入框，下同，依次点击输入数字“7”、“6”、“1”，然后点击手机的确认键，再点击手机的方向键，使光标移动到“∠”符号右侧的输入框内，依次点击输入数字“1”、“5”并点击手机的确认键，如图7所示；

4、点击手机的方向键，使光标移动到输入模块中“试重质量的大小方向”右侧的输入框内，依次点击输入数字“5”、“3”、“0”，然后点击手机的确认键，再点击手机的方向键，使光标移动到“∠”符号右侧的输入框内，依次点击输入数字“6”、“5” 并点击手机的确认键，如图8所示；

5、点击手机的方向键，使光标移动到输入模块中“增加试重后的振动值”右侧的输入框内，依次点击输入数字“4”、“1”、“7”，然后点击手机的确认键，再点击手机的方向键，使光标移动到“∠”符号右侧的输入框内，依次点击输入数字“1”、“0”、“4” 并点击手机的确认键，如图9所示；

6、点击手机的方向键，使光标移动到单面动平衡工具计算按钮模块，点击手机的确认键，此时单面动平衡工具立刻显示运算结果，即“去掉试重的校正质量”右侧显示“468”∠“94”，“保留试重的校正质量”右侧显示“257”∠“183”，“影响系数”右侧显示“1.63”∠“101”，同时，图形模块自动绘制出初始振动A0、试重质量块P、试重后振动A1、质量块P实际产生的矢量AP，以及A0、A1、AP端点间的辅助线，如图10所示；

7、如果需要重新录入数据，只需点击手机的方向键，使光标移动到清除按钮，点击手机的确认键，此时所有模块数据清除，手机显示屏显示初始的界面图，如图11所示。

在本发明中，所涉及的单面动平衡工具是把振动采集仪和手机有机结合起来，不但最大程度地降低了人为因素的影响，而且取得了便捷、高效、准确的效果。除此之外，还可以把振动采集仪和电脑结合起来，其功能效果完全一致。

Claims

1.一种单面动平衡工具，包括振动采集仪和手机／电脑两部分组成；所述的手机／电脑具有工具模块，该工具模块包括：说明性文字及警示信息的文本模块、绘制矢量关系的图形模块、动平衡数据录入的输入模块、校正质量及影响系数显示的输出模块、矢量计算和数据清除的按钮模块。

2.用于权利要求1的振动处理应用步骤：

（1）由振动采集仪采集动平衡试验数据；

（2）运行手机／电脑的工具模块；

（3）依次在输入模块中输入动平衡试验数据；

（4）选择并点击“计算”按钮模块，此时输出模块显示校正质量、影响系数，图形模块显示出振动矢量关系图；

（5）按照校正质量对旋转机械设备进行动平衡操作处理。