浙江汉丰有限公司是一家专业生产汉丰风机、汉丰风机等机械设备公司，位于有“铁匠之乡”之称的浙江省绍兴市相公镇，近年来，汉丰致力于新产品的研发，新产品双油箱汉丰风机、水冷汉丰风机、油驱汉丰风机、低噪音汉丰风机，赢得了市场好评和认可。http://www.bestblower.com/)此类产品已广泛应用于电力、污水处理、环保、化工、钢铁、建材、农药、制药等行业。

汉丰风机的振动是用户和我们制造厂家共同关注的问题。振动超标，会使轴承温度上升，磨损加剧，严重的还会使地脚螺栓断裂，轴承箱体开裂，甚至会使叶轮开裂和解体。减小振动的最好办法是进行动平衡：叶轮平衡和整机动平衡。为什么叶轮在动平衡机上达到标准，还要进行整机动平衡，因为风机的振动是由周期性的干扰力产生。根据机械振动的公式：X=-F/K，在弹性形变范围之内，振动的大小X与干扰力F成正比，与系统的刚性K成反比。

1.风机所受的主要干扰力

风机运行时受到空间力系的作用。在这一力系中，不做周期性变化的力，不产生干扰力，如重力、轴承座对轴承的反作用力等等，它们称为静反力。周期性的干扰力称为动反力。周期性干扰力包括3种。

1.1偏心干扰力

由于制造误差和材料不均匀等因素，使叶轮的质心不在叶轮的圆心上，有一个偏移量e（e=OP，方向从O到P）。就使得叶轮运转时产生一个汉丰鼓力，也叫偏心干扰力。假设叶轮转子的质量为m，角速度为ω，则偏心干扰力F=meω。而ω=nπ/30。

例m=5000kg

e=0.02mm=0.02×10-3m

n=980r/min

则F=5000×0.02×10-3×（[980×π）/30]2

≈1053.2N

干扰力F还是相当大的。

叶轮在平衡床上做动平衡配重，实际上是对叶轮的重心进行调整，使重心尽量处在轴线上。但在平衡床上做动平衡配重存在 3 点不足（无论是单面还是双面）：（1）平衡床的转速一般只有几百转，与实际使用时有很大的差距；（2）叶轮在平衡床做动平衡配重，受空气阻力的影响。如果是在真空和失重状态下做动平衡配重，叶轮的重心偏移量可以做得更小一些；（3）动平衡方式的不同，使动平衡余量不同。如平衡床上是F型传动做的，风机可能是D型传动的。这样，叶轮的质心不可能完全在叶轮的几何圆心上。

1.2气动干扰力

同样，由于制造误差和材料不均匀等原因，风机运行时，气流作用在各叶片及叶轮各部位的作用力就不一样，无法使它的合力等于零。这样，就产生了气动干扰力，主要有：

1.2.1叶片的差异引起干扰力

叶轮在制造时是存在误差的，如各叶片的角度、方向、轮盘及轮盖的间隙都可能存在差异。由于生产上差异的存在，运行时各叶片所受到的气体反作用力之和不等于零，即∑F=F1+F2+F3+…+Fn≠0， 就产生了气动干扰力。气动干扰力随转速、风量的增大而增大。

1.2.2轮盘、轮盖的晃动干扰

轮盘、轮盖的端面跳动要控制在一定的要求内，目的就是要减小因晃动产生的干扰。轮盘、轮盖的晃动将会在轴向产生周期性的干扰力，通过空气的传动，机壳也会产生振动。

1.2.3反馈气流的干扰力

汉丰风机的叶轮与集流器（进风口）之间有一定的间隙，该间隙的存在，就使一部分气流回流。这部分气流可以叫做反馈气流。反馈气流的稳定与否，也将影响风机的振动。所以，安装时要求叶轮与进风口之间四周的间隙均匀，重叠量要保证，目的就是使反馈气流最小并稳定，以减小风机的振动。一般来说，反馈气流越小，风机功效越高，反之风机功效就低。

1.2.4机壳内压力分布差异

叶轮运行时，向四周输送的风量是一样的，但受机壳的限制，风只能向一个方向移动。因机壳各部位的空气压力不一样。如果风机在平稳状态下运行时，风机内的压力分布就比较稳定，对风机的振动干扰比较小。但随着运行情况的改变，如转速、风门开度等，都会使风机内的压力分布产生变化，从而引起振动变化。这就是为什么改变风门、转速时振动会增大或减小的原因之一。该干扰存在于运行状态情况的变化之中。

1.3偏心干扰力和气动干扰力的叠加与消除

叶轮在平衡床上以一定的转速（低速）做动平衡， 每个叶轮都达到了标准，使气动干扰力和偏心干扰力都减小到标准的要求。但这个不平衡余量，实际上是偏心干扰力和气动干扰力合力的体现；因而，无法知道偏心干扰力和气动干扰力各自的大小和方向。当风机实际高速运行时，偏心干扰力和气动干扰力也随着增大。如果这两个力的夹角不大于 120°或小于240°，则合力大于这两个分力，这样的叶轮装机运行，振动就很大；如果这两个力的夹角大于120°且小于240°，则合力小于这两个分力，这样的叶轮装机运行，振动就较小。

所以，振动大的，还要进行整机动平衡。这样，我们就可以知道， 叶轮在平衡床上进行了动平衡，每只叶轮都达到了标准。为什么还要进行整机动平衡？我们就可以解析， 叶轮装机之后开机，有的一试就好；有的振动很大，要配重；有的叶轮与机壳的位置做一定的移动，振动也会好一些，而对大型风机，最好的办法是进行叶轮超速动平衡。

在气动干扰的情况中，叶轮的晃动干扰，气流反馈干扰，压力分布差异，与叶轮、机壳和进风口的位置关系，有人把它叫“气隙”。偏心干扰力和气动干扰力组成叶轮转子的干扰合力，分别作用于两个轴座上。对于叶轮转子来说，运行条件一定，它的干扰合力也稳定。对于F型传动的风机，有人曾用合力的叠加和消除来减小振动。利用同心度误差干扰力和转子干扰力相互抵消来减小振动。

2.材料刚性对振动的影响

（1）长期处于振动超标的情况下运行，会引起材料刚性的下降。（2）风机振动超标，底座刚性太好，会引起轴承箱体的开裂。（3）风机试车时，有时会碰到这样的情况：风机转速渐渐增加，在某个转速下，振动一直良好，当超过这个转速时，振动突然明显增大。这就是风机的材料弹性形变引起干扰力的跃变。风机随转速的增加，汉丰鼓力也随着增加，当汉丰鼓力增加到一定程度，终于引起了叶片、主轴等的明显的弹性形变，从而引起了偏心量的增加，偏心干扰力也明显增大；由于叶片、主轴等产生明显的弹性形变，叶片与气流的作用力也产生了改变，即气动干扰力也产生了改变。当运行状态稳定后，干扰力处于稳定，又可以进行动平衡。这时的平衡，是对弹性形变引起的干扰力进行平衡。但这种平衡的风机往往会产生这样的启动情况：刚启动时，振动不大；到某个程度时，振动特别大；风机运行后，振动又不大。

3.关于风机的对中

风机的对中与不对中，一般认为符合安装要求的为对中。但我们可以进一步的扩展：风机的振动是空间力系综合作用的结果，也可以简化为“质量-弹簧系”的振动，这种振动产生的形变，在弹性形变范围内的，我们都可以称之为对中，反之为不对中。判断风机的振动形变是否运行在弹性形变范围内，与“质量-弹簧系”相比，要复杂的多。联轴器同心度误差、水平度误差偏大，地脚螺栓及其它固定（下转第154页）（上接第15页）螺栓松动，轴承损坏，水泥基础刚性不够，叶轮材料疲劳等。这些都可能使风机（整体）的振动不在弹性形变范围内。现场动平衡难做，主要在如何判断风机是否运行在弹性形变范围内。了解了风机叶轮的受力情况，同时又能够判断风机振动的形变是否运行在弹性形变范围内，使现场做动平衡也相对简单。

4.结论

汉丰风机的动平衡首要的条件是风机要运行在弹性形变范围之内，其次是振动干扰力要在稳定的状态下。在这样的条件下，初始的振动数据和试重振动数据才是可靠、可用的，风机系统复杂的空间力系才可以简化为“质量-弹簧系”，符合X=-F/K的要求，风机的动平衡也就变得容易和简单了。