楊志佳

摘 要：葉輪與電機(jī)軸直接連接的直聯(lián)式通風(fēng)機(jī)（后均簡稱風(fēng)機(jī)）較帶傳動和聯(lián)軸器傳動的結(jié)構(gòu)緊湊，無傳動能量損失，應(yīng)用非常廣泛，特別是變頻調(diào)速技術(shù)成熟后。但是，由于這一結(jié)構(gòu)，當(dāng)風(fēng)機(jī)出現(xiàn)振動故障后，處理起來非常棘手。因此，在風(fēng)機(jī)制造和安裝過程中，就需要采取措施，避免風(fēng)機(jī)投入使用后出現(xiàn)振動等不良現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞：通風(fēng)機(jī)；振動控制；轉(zhuǎn)子平衡

1 通風(fēng)機(jī)組裝

旋轉(zhuǎn)部件的安裝。由于自重的原因，旋轉(zhuǎn)部件最好采用立式安裝，包括電機(jī)轉(zhuǎn)子和風(fēng)機(jī)葉輪。對于一些較大、較重的旋轉(zhuǎn)部件，水平安裝將變得異常困難，即便是完成安裝，其對中情況和應(yīng)力均布也難以取得較好的效果。根據(jù)《通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子平衡》（JB/T 9101-2014）中表2 可知，平衡品質(zhì)等級2.3mm/s，最高工作轉(zhuǎn)速3000、1500、1000r/min 的轉(zhuǎn)子平衡允許質(zhì)量偏心距分別為8μm、16μm、24μm，可見微小的變形或異物混入組裝過程，將使平衡工作失去意義，特別是旋轉(zhuǎn)部件的安裝過程，如軸承與轉(zhuǎn)軸、軸承與軸承室、葉輪與轉(zhuǎn)軸的安裝，常常見到的異物有0.05 ～ 0.40μm 的車削毛刺、0.02 ～ 0.10mm 的磨削毛刺、大于60μm 的干膜油漆，這些都需要在制造過程中注意。對于采用非傳動端電機(jī)轉(zhuǎn)軸端面定位壓裝葉輪的工藝，必須對壓裝力進(jìn)行定量，以防止葉輪與軸伸過盈量太大，在葉輪壓裝過程中將轉(zhuǎn)軸壓彎。對于采圓錐面連接的葉輪，其端面與電機(jī)軸端面的軸向尺寸需定量化，以方便控制過盈量。在葉輪安裝過程中，還需注意一些小細(xì)節(jié)，如鍵槽毛刺的清理，特別是毛刺量較大，會影響葉輪安裝的對中情況。

2 部件加工

葉輪安裝后的對中是最影響風(fēng)機(jī)振動問題的因素之一，在風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)定型和葉輪平衡精度已得到保證的情況下，風(fēng)機(jī)的振動問題幾乎都與旋轉(zhuǎn)部件的加工和葉輪安裝過程相關(guān)。

葉輪軸孔、電機(jī)軸伸機(jī)加工精度。葉輪軸孔、電機(jī)軸伸的直徑誤差最終會影響兩者的組裝配合性質(zhì)，因此對兩者的尺寸精度均需進(jìn)行控制。對于一些輪芯與后輪盤進(jìn)行焊接的葉輪，必須控制焊接后的軸孔尺寸精度和圓柱度，不良的精度會對葉輪平衡和葉輪安裝對中情況產(chǎn)生很大的影響。

電機(jī)轉(zhuǎn)軸三檔的同軸度。鼠籠形轉(zhuǎn)子以其剛性好、耐用的特點(diǎn)，是交流電機(jī)的首先，但其制作過程需要嚴(yán)格控制加工精度和合理安排加工順序，如兩處軸承檔的軸線是轉(zhuǎn)動部件的旋轉(zhuǎn)中線，需保證軸伸檔與其的同軸度。雖然電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)對電機(jī)成品出廠有徑向圓跳動的規(guī)定，但在轉(zhuǎn)子制作工藝上也需進(jìn)行加強(qiáng)控制，以保證更小的跳動值。實(shí)際測量的結(jié)果表明，在工藝流程合理并嚴(yán)格執(zhí)行的情況下，其跳動值較標(biāo)準(zhǔn)會低很多，如直徑Φ38mm 的軸伸，《Y2 系列（IP54）三相異步電動機(jī)（技術(shù)條件· 機(jī)座號63 ～ 355）》（JB/T 8680-2008）要求為0.05mm，但實(shí)物測量值一般小于0.02mm。

葉輪鍵槽和電機(jī)軸伸鍵槽加工精度。鍵槽寬度和對稱度對圓錐形連接的對中情況影響非常大。在葉輪安裝過程中，當(dāng)葉輪與軸伸未貼合而由鍵“掛”在半空時(shí)，如果強(qiáng)行將葉輪壓裝，最后會導(dǎo)致葉輪的軸線與電機(jī)轉(zhuǎn)軸的軸線未重合，風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)葉輪的轉(zhuǎn)動是嚴(yán)重不平衡的，這會導(dǎo)致很大的振動。因此，必須控制葉輪和電機(jī)軸伸的鍵槽對稱度和寬度，在對稱度無法保證或準(zhǔn)確測量時(shí)，需要考慮適當(dāng)加寬鍵槽寬度，以補(bǔ)償對稱度誤差?！镀芥I 鍵槽的剖面尺寸》（GB/T 1095-2003）在第4.5 條說明：“軸槽及輪轂槽寬度對軸及輪轂軸心線的對稱度，一般可按GB/T 1184-1996 表B4 中對稱度公差7 ～ 9 級選取?！薄缎螤詈臀恢霉?未注公差值》（GB/T 1184-1996）表B4 中7 級和9 級的差別是非常大的，對于圓錐面軸伸來說，公差等級宜選用7 級公差。

3 轉(zhuǎn)子平衡

葉輪平衡工裝和設(shè)備。葉輪平衡芯軸的加工精度對葉輪的平衡質(zhì)量影響非常大，為了保證葉輪平衡質(zhì)量，人們必須做好以下控制：平衡芯軸必須是校正過的，其殘余不平衡量對葉輪的影響已很少；平衡芯軸一些部位的跳動量在可控范圍內(nèi)，如支撐軸徑、葉輪檔、皮帶輪檔的徑向跳動及兩端面的軸向跳動；葉輪檔的磨損量會嚴(yán)重影響到葉輪的平衡精度。平衡設(shè)備是準(zhǔn)確標(biāo)定過的。設(shè)備需要標(biāo)定，如量具上單位量值刻度線距離的設(shè)定，新制和長期使用的平衡設(shè)備必須在標(biāo)定后才能保證葉輪平衡的精度。

葉輪平衡。一是葉輪平衡工藝需明確遵循的平衡準(zhǔn)則與電機(jī)轉(zhuǎn)子的鍵準(zhǔn)則一致，我國采用半鍵準(zhǔn)則，建議采用。另外，鍵槽深度、平鍵長度如果與葉輪平衡不一致，也會帶來不平衡量的誤差，最后影響風(fēng)機(jī)的振動。二是葉輪平衡時(shí)所用平鍵是一項(xiàng)影響其效果的重要零件（影響對中），特別是葉輪或轉(zhuǎn)軸的鍵槽對稱度無法測定時(shí)，因此平衡工藝需要對這個(gè)影響因素進(jìn)行處理，保證葉輪平衡的質(zhì)量。三是葉輪與芯軸的安裝非常重要，必須確保安裝到位，至少需保證葉輪的平衡狀態(tài)與后續(xù)的風(fēng)機(jī)組裝平衡狀態(tài)基本一致。四是對于帶有防水罩、防塵板的葉輪，當(dāng)防水罩（或防塵板）的重量對平衡質(zhì)量有較大影響時(shí)，要與葉輪一起進(jìn)行整體平衡，平衡前需做定位標(biāo)記，以方便葉輪組裝時(shí)防水罩（或防塵板）的角度定位。五是葉輪平衡的轉(zhuǎn)速必須達(dá)到一定數(shù)值才能進(jìn)行精準(zhǔn)的殘余不平衡量測量，轉(zhuǎn)速的確定需根據(jù)平衡設(shè)備容量、風(fēng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速、葉輪重量及分布情況進(jìn)行確定。六是葉輪平衡時(shí)的環(huán)境也需注意，特別是對于一些小葉輪，風(fēng)扇吹風(fēng)也會引起平衡數(shù)據(jù)變化。

電機(jī)轉(zhuǎn)子平衡。因電機(jī)轉(zhuǎn)子是真正意義上的剛性轉(zhuǎn)子，因此其平衡精度可以限定得較葉輪更嚴(yán)一些。電機(jī)轉(zhuǎn)子平衡時(shí)沒有使用平衡芯軸，因此其平衡精度較風(fēng)機(jī)葉輪更精準(zhǔn)，建議取平衡精度G2.5 甚至更高。對于采購的電機(jī)，可以在技術(shù)協(xié)議上寫明轉(zhuǎn)子的平衡準(zhǔn)則，特別是進(jìn)口電機(jī)需注意，因?yàn)椴煌瑖覒T用的鍵準(zhǔn)則是不相同的。

平衡與組裝的關(guān)系。一般來說，在圓錐面加工質(zhì)量得到保證的情況下，圓錐形軸伸的對中性較圓柱形軸伸的要好很多。從實(shí)際情況來看，圓錐形配合的風(fēng)機(jī)振動較圓柱形的振動容易控制得多，這主要得益于圓錐面的可重復(fù)拆裝和對中良好的特性。因此，第一條風(fēng)機(jī)振動控制原則為：平衡過程必須考慮葉輪與平衡芯軸的安裝情況，越接近葉輪與電機(jī)轉(zhuǎn)軸的實(shí)際安裝情況，風(fēng)機(jī)振動就控制得越好。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.JB/T 8689-2014通風(fēng)機(jī)振動檢測及其限值[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2014.

[2]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.JB/T 9101-2014通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子平衡[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2014.

（作者單位：南方風(fēng)機(jī)股份有限公司）