阅读说明：本技术 一种刚性转子配平方法及其控制系统 (Rigid rotor balancing method and control system thereof ) 是由 曾辉 于 2019-11-19 设计创作，主要内容包括：本发明涉及刚性转子技术领域,涉及一种刚性转子配平方法及其控制系统,包括以下步骤：S1、采集设备刚性转子的初始振动幅值与初始振动相位、试配重振动幅值与试配重振动相位,并输入至EXCEL表格中；S2、将初始振动幅值与初始振动相位、试配重振动幅值与试配重振动相位转化为直角坐标系的复数形式；S3、得到设备刚性转子的影响因子K和应配重物块G的复数形式；S4、得到设备刚性转子的应配重物块G的内幅值g和度数角W；并将最终所得到的重量为g的应配重物块G按照度数角W的方向放置固定在设备刚性转子上。本发明利用EXCEL内置工程函数和数学三角函数开发的刚性转子影响系数法动平衡计算方法为现场动平衡计算带来更大的便利,并有效提高工作的可靠性。(The invention relates to the technical field of rigid rotors, in particular to a rigid rotor balancing method and a control system thereof, which comprises the following steps: s1, acquiring an initial vibration amplitude and an initial vibration phase of the rigid rotor of the equipment, and acquiring a trial counterweight vibration amplitude and a trial counterweight vibration phase, and inputting the amplitudes and phases into an EXCEL table; s2, converting the initial vibration amplitude and the initial vibration phase and the trial counterweight vibration amplitude and the trial counterweight vibration phase into a complex form of a rectangular coordinate system; s3, obtaining an influence factor K of the rigid rotor of the equipment and a complex form of the weight block G; s4, obtaining the inner amplitude G and the degree angle W of the object G to be weighed of the rigid rotor of the equipment; and placing and fixing the finally obtained weight-to-be-weighed mass G with the weight G on the rigid rotor of the equipment according to the direction of the degree angle W. The dynamic balance calculation method of the rigid rotor influence coefficient method developed by using the EXCEL built-in engineering function and the mathematical trigonometric function brings greater convenience to the field dynamic balance calculation and effectively improves the reliability of work.)

一种刚性转子配平方法及其控制系统

技术领域

本发明涉及刚性转子技术领域，更具体地说，涉及一种刚性转子配平方法及其控制系统。

背景技术

现代大型转动机械运行中由于振动超标而被迫停机的事件经常发生。而导致振动超标的最常见的原因就是转子质量不平衡。如何找出转子质量不平衡点的矢量分布并在正确位置配重来消除不平衡就显得尤为重要。因此，如何快速高效将刚性转子进行配平以免转子质量不平衡造成停机事件成为当前急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种刚性转子配平方法及其控制系统，用于解决现有大型机械因刚性转子质量不平衡而造成振动超标的缺陷。

一种刚性转子配平方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、采集设备刚性转子的初始振动幅值与初始振动相位、增加试配重物块P后设备刚性转子的试配重振动幅值与试配重振动相位，并将设备的初始振动幅值、初始振动相位、试配重振动幅值以及试配重振动相位存储存在数据库中，然后往EXCEL表格中分别输入数据库中所储存的监控测定设备的初始振动幅值、初始振动相位、试配重振动幅值以及试配重振动相位；

S2、利用COMPLEX函数将上一步输入的初始振动幅值与初始振动相位、试配重振动幅值与试配重振动相位分别转化为直角坐标系内的复数形式；

S3、利用IMSUB函数计算出增加试配重物块P前后的复数差值，并利用IMDIV函数分别计算得到设备刚性转子的影响因子K和应配重物块G的复数形式；

S4、利用IMABS函数、IMARGUMENT函数以及DEGREES函数得到设备刚性转子的应配重物块G的内幅值g和度数角W；并将最终所得到的重量为g的应配重物块G按照度数角W的方向放置固定在设备刚性转子上。

进一步地，作为本发明的优选方案，步骤S1的具体流程为：S11、利用振动数据采集分析仪，分别采集设备刚性转子的初始振动幅值A₀和初始振动相位w₀并储存在数据库中；S12、往设备刚性转子增加试配重物块P后，再次别采集设备刚性转子的试配重振动幅值A₁和试配重振动相位w₁并再次储存在数据库中；S13、将数据库中所采集的设备刚性转子的初始振动幅值A₀与初始振动相位w₀、试配重振动幅值A₁与试配重振动相位w₁以及试配重物块P分别输入至EXCEL表格中。

进一步地，作为本发明的优选方案，步骤S2的具体流程为：S21、利用COMPLEX函数，将上一步输入的初始振动幅值A₀与初始振动相位w₀转化为直角坐标系内的复数z₀；S22、利用COMPLEX函数，将上一步输入的试配重振动幅值A₁与试配重振动相位w₁转化为直角坐标系内的复数z₁；S23、利用COMPLEX函数，将试配重物块P的质量G_p与相位w_p转化为直角坐标系内的复数z_p。

进一步地，作为本发明的优选方案，步骤S21的具体流程为：S211、先计算复数z₀的实系数

S212、再计算复数z₀的虚系数S213、利用COMPLEX函数Z＝(a，b)，将复数z₀的实系数和虚系数分别代入至COMPLEX函数中得到z₀＝(x₀,y₀)。

进一步地，作为本发明的优选方案，步骤S22的具体流程为：S221、先计算复数z₁的实系数

S222、再计算复数z₁的虚系数

S223、利用COMPLEX函数Z＝(a，b)，将复数z₁的实系数和虚系数分别代入至COMPLEX函数中得到z₁＝(x₁,y₁)。

进一步地，作为本发明的优选方案，步骤S23的具体流程为：S221、先计算复数z_p的实系数

S222、再计算复数z_p的虚系数

S223、利用COMPLEX函数Z＝(a，b)，将复数z_p的实系数和虚系数分别代入至COMPLEX函数中得到z_p＝(x_p,y_p)。

进一步地，作为本发明的优选方案，步骤S3的具体流程为：S31、利用IMSUB函数，计算出增加试配重物块P前后的复数差值z₂＝z₁-z₀；S32、利用IMDIV函数，计算出设备刚性转子的影响因子K的复数形式S33、利用IMDIV函数，计算出设备刚性转子的应配重物块G的复数形式

进一步地，作为本发明的优选方案，步骤S4的具体流程为：S41、利用IMABS函数，计算出设备刚性转子的应配重物块G的复数形式转为极坐标系的内幅值g；S42、利用IMARGUMENT函数，计算出设备刚性转子的应配重物块G的复数形式转为极坐标系的弧度角；S43、再利用DEGREES函数将设备刚性转子的应配重物块G的极坐标系弧度角转为极坐标系度数角W；S44、依据设备刚性转子的应配重物块G的内幅值g和度数角W，将重量为g的应配重物块G按照度数角W的方向放置固定在设备刚性转子上。

一种刚性转子配平方法的控制系统，包括有设备刚性转子、用于测量设备刚性转子的振动幅值和振动相位的振动数据采集分析仪、用于储存数据信息的数据库、以及用于计算的ECEL表格；其中，所述振动数据采集分析仪用于测量设备刚性转子增加试配重物块P前后的振动幅值和振动相位，并储存于数据库中，所述ECEL表格调取数据库中的设备刚性转子增加试配重物块P前后的振动幅值和振动相位，并利用数据库中的数据函数计算得到设备刚性转子的应配重物块G的内幅值g和度数角W，并将最终所得到的重量为g的应配重物块G按照度数角W的方向放置固定在设备刚性转子上。

进一步地，作为本发明的优选方案，所述数据库内储存的数据信息包括有设备刚性转子的初始振动幅值与初始振动相位、增加试配重物块P后设备刚性转子的试配重振动幅值与试配重振动相位、试配重物块P的质量与相位、以及IMSUB函数、IMSUM函数、IMPRODUCT函数、IMDIV函数对、IMABS函数、IMARGUMENT函数与DEGREES函数。

从上述的技术方案可以看出，本发明的有益效果为：与现有技术相比，本发明所公开的刚性转子配平方法，利用设备刚性转子的初始振动幅值与初始振动相位、增加试配重物块P后设备刚性转子的试配重振动幅值与试配重振动相位进行转化计算，并借助ECEL表格和数据库中所储存的函数与数据信息，快速计算得到设备刚性转子的应配重物块G的内幅值g和度数角W，并将最终所得到的重量为g的应配重物块G按照度数角W的方向放置固定在设备刚性转子上，从而快速达到了刚性转子的重量配平目的，能有效解决了现有大型机械因刚性转子质量不平衡而造成振动超标的缺陷，达到减少大型机械振动超标次数的目的。

具体实施方式

以下所述是通过实施例对本发明的上述内容的具体说明，特别指出，在基于本发明原理之下，还可以作出若干的调整和改进，这些调整和改进也视为本发明实施例的保护范围。

根据本发明所公开的一种刚性转子配平方法及其控制系统，本发明具体公开了以下具体实施例：

实施例一：一种刚性转子配平方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、采集设备刚性转子的初始振动幅值与初始振动相位、增加试配重物块P后设备刚性转子的试配重振动幅值与试配重振动相位，并将设备的初始振动幅值、初始振动相位、试配重振动幅值以及试配重振动相位存储存在数据库中，然后往EXCEL表格中分别输入数据库中所储存的监控测定设备的初始振动幅值、初始振动相位、试配重振动幅值以及试配重振动相位；步骤S1的具体流程为：S11、利用振动数据采集分析仪，分别采集设备刚性转子的初始振动幅值A₀和初始振动相位w₀并储存在数据库中；S12、往设备刚性转子增加试配重物块P后，再次别采集设备刚性转子的试配重振动幅值A₁和试配重振动相位w₁并再次储存在数据库中；S13、将数据库中所采集的设备刚性转子的初始振动幅值A₀与初始振动相位w₀、试配重振动幅值A₁与试配重振动相位w₁以及试配重物块P分别输入至EXCEL表格中。

S2、利用COMPLEX函数将上一步输入的初始振动幅值与初始振动相位、试配重振动幅值与试配重振动相位分别转化为直角坐标系内的复数形式；步骤S2的具体流程为：S21、利用COMPLEX函数，将上一步输入的初始振动幅值A₀与初始振动相位w₀转化为直角坐标系内的复数z₀；S22、利用COMPLEX函数，将上一步输入的试配重振动幅值A₁与试配重振动相位w₁转化为直角坐标系内的复数z₁；S23、利用COMPLEX函数，将试配重物块P的质量G_p与相位w_p转化为直角坐标系内的复数z_p。步骤S21的具体流程为：S211、先计算复数z₀的实系数

S212、再计算复数z₀的虚系数

S213、利用COMPLEX函数Z＝(a，b)，将复数z₀的实系数和虚系数分别代入至COMPLEX函数中得到z₀＝(x₀,y₀)。步骤S22的具体流程为：S221、先计算复数z₁的实系数

S222、再计算复数z₁的虚系数

S223、利用COMPLEX函数Z＝(a，b)，将复数z₁的实系数和虚系数分别代入至COMPLEX函数中得到z₁＝(x₁,y₁)。步骤S23的具体流程为：S221、先计算复数z_p的实系数

S222、再计算复数z_p的虚系数S223、利用COMPLEX函数Z＝(a，b)，将复数z_p的实系数和虚系数分别代入至COMPLEX函数中得到z_p＝(x_p,y_p)。

S3、利用IMSUB函数计算出增加试配重物块P前后的复数差值，并利用IMDIV函数分别计算得到设备刚性转子的影响因子K和应配重物块G的复数形式；步骤S3的具体流程为：S31、利用IMSUB函数，计算出增加试配重物块P前后的复数差值z₂＝z₁-z₀；S32、利用IMDIV函数，计算出设备刚性转子的影响因子K的复数形式

S33、利用IMDIV函数，计算出设备刚性转子的应配重物块G的复数形式

S4、利用IMABS函数、IMARGUMENT函数以及DEGREES函数得到设备刚性转子的应配重物块G的内幅值g和度数角W；并将最终所得到的重量为g的应配重物块G按照度数角W的方向放置固定在设备刚性转子上。步骤S4的具体流程为：S41、利用IMABS函数，计算出设备刚性转子的应配重物块G的复数形式转为极坐标系的内幅值g；S42、利用IMARGUMENT函数，计算出设备刚性转子的应配重物块G的复数形式转为极坐标系的弧度角；S43、再利用DEGREES函数将设备刚性转子的应配重物块G的极坐标系弧度角转为极坐标系度数角W；S44、依据设备刚性转子的应配重物块G的内幅值g和度数角W，将重量为g的应配重物块G按照度数角W的方向放置固定在设备刚性转子上。

本发明还包括了一种刚性转子配平方法的控制系统，其中，该系统包括有设备刚性转子、用于测量设备刚性转子的振动幅值和振动相位的振动数据采集分析仪、用于储存数据信息的数据库、以及用于计算的ECEL表格；其中，所述振动数据采集分析仪用于测量设备刚性转子增加试配重物块P前后的振动幅值和振动相位，并储存于数据库中，所述ECEL表格调取数据库中的设备刚性转子增加试配重物块P前后的振动幅值和振动相位，并利用数据库中的数据函数计算得到设备刚性转子的应配重物块G的内幅值g和度数角W，并将最终所得到的重量为g的应配重物块G按照度数角W的方向放置固定在设备刚性转子上。

更具体地，所述数据库内储存的数据信息包括有设备刚性转子的初始振动幅值与初始振动相位、增加试配重物块P后设备刚性转子的试配重振动幅值与试配重振动相位、试配重物块P的质量与相位、以及IMSUB函数、IMSUM函数、IMPRODUCT函数、IMDIV函数对、IMABS函数、IMARGUMENT函数与DEGREES函数。其中，所述IMSUB函数、IMSUM函数、IMPRODUCT函数、IMDIV函数对、IMABS函数、IMARGUMENT函数与DEGREES函数均为现有的已知函数，并且所述IMSUB函数、IMSUM函数、IMPRODUCT函数、IMDIV函数对、IMABS函数、IMARGUMENT函数与DEGREES函数均集成设置在office软件和EXCEL系统内。

具体实验如下：本发明公开了一种刚性转子配平方法及其控制系统，为了更好的说明，本例采用具体实操作示范。

湖南某电厂的巴布科克.威尔科克斯有限公司“W"炉型自然循环亚临界Ⅱ型锅炉，配备送风机系沈鼓ASN-2880/1600型动叶可调轴流式风机，2016年7月风机轴承箱振动测点逐渐增大至4.7mm/s，超过了送风机振动测点报警值4.6mm/s，直接导致DCS系统报警。使用动平衡仪现场实测初始振动值A0＝156um、∠58，由此台风机历史动平衡的影响系数计算出试加重P＝257g、∠30，停风机配重后再次启动风机测得试加重振动值A1＝97um、∠135。至此得到A0、P、A1值，代入影响系数法动平衡计算EXCEL表格，自动计算得出应加重量G＝244g、∠65。第二次停风机将试加配重P＝257g、∠58取下，再在相位角∠65的角度配重244g，第二次启动风机就地实测振动值为34um、∠173，DCS系统显示振动为1.53mm/s，振动降低明显验收为优良振动值，动平衡成功。

计算过程如表1所示：

表1本实施例所公开的一种刚性转子配平方法及其控制系统计算数据表

从表1可以看出，利用本发明实施例所公开的一种刚性转子配平方法及其控制系统，借助EXCEL内置工程函数和数学三角函数开发的刚性转子影响系数法动平衡计算程序为工程人员提供了计算的新思路，随着移动办公终端发展，将为现场动平衡计算带来更大的便利。并有效提高工作的可靠性。

因此，与现有技术相比，本发明所公开的刚性转子配平方法与系统，利用设备刚性转子的初始振动幅值与初始振动相位、增加试配重物块P后设备刚性转子的试配重振动幅值与试配重振动相位进行转化计算，并借助ECEL表格和数据库中所储存的函数与数据信息，快速计算得到设备刚性转子的应配重物块G的内幅值g和度数角W，并将最终所得到的重量为g的应配重物块G按照度数角W的方向放置固定在设备刚性转子上，从而快速达到了刚性转子的重量配平目的，能有效解决了现有大型机械因刚性转子质量不平衡而造成振动超标的缺陷，达到减少大型机械振动超标次数的目的。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。