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高速动平衡系统 再制造的利器——瑞兆激光总经理韩宏升谈回转体 发布时间:2017-10-12  来源:未知  作者:中国钢铁企业网   【字号: 】    

  拥有“机电医院”美誉的河北瑞兆激光再制造技术股份有限公司(以下简称瑞兆激光),是经国家发改委批准成立的可对所有回转体零件进行激光再制造的企业。据瑞兆激光总经理韩宏升介绍,对回转体零件再制造是当前钢铁企业降本增效的有效途径。以往,钢铁企业TRT(高炉煤气余压透平发电装置)煤气透平机组、高炉轴流风机、自备电厂汽轮机、制氧机等各类大型设备上的轮轴类回转体零件,在磨损或报废后只能换新的。这类新的回转体零件售价高昂,大大增加了钢企的成本。瑞兆激光可使这些磨损或报废的大型回转体零件“起死回生”,不仅修复价格低廉,而且修复件的使用寿命可与新购件媲美。这无疑有助于钢企节省成本,降低消耗。

  工欲善其事 必先利其器

  韩宏升说:“我们所面对的待修复再制造设备及其回转体件,都是有损伤、有问题的‘带病’零件。就像医生给人看病一样,我们首先会对进厂的设备和零件采用高科技的仪器进行细致全面的检查,进行‘专家会诊’,并出具检测报告,然后进行修复再制造。”而其所指的高科技仪器,首屈一指的就是高速动平衡系统。

  韩宏升和他的团队牢记:工欲善其事,必先利其器;有了金刚钻,才敢揽瓷器活儿。瑞兆激光投资1.3亿元,引进了50吨高速动平衡检测系统和15兆瓦大型电机试验站,一举结束了整个华北地区没有高速动平衡设备和大型电机试验站的历史,实现了机电一体化和机电设备现场维护、保养、检测检修、大修、再制造、改造升级配套的全产业链服务,使瑞兆激光的科研和生产服务能力进一步提升。

  该高速动平衡检测系统是由世界一流的平衡机制造商德国申克公司设计制造,从2014年开始动工兴建,历时两年半的时间,于2016年6月份通过验收并投入运营,截至目前已完成数百根转子的检测试验及修复任务。

  动平衡保证机器安全可靠运行

  韩宏升指出,高速动平衡试验,即是对做旋转运动的零件进行动平衡检测、校正,并达到使用要求的过程。在工业生产中,很多零件是当作旋转运动的零部件使用的,例如各种传动轴、主轴、风机、水泵叶轮、轧辊刀具、电动机和汽轮机的转子等,这类零件统称为回转体。在理想的情况下,回转体旋转与不旋转时,对轴承产生的压力是一样的,这样的回转体是平衡的回转体。但工程中的各种回转体,因为材质不均匀或毛坯缺陷、加工及装配中产生的误差,甚至设计时就具有非对称的几何形状等多种因素,在旋转时,其上每个微小质点产生的离心惯性力不能相互抵消,离心惯性力通过轴承作用到机械及其基础上,引起振动,产生噪音,加速轴承磨损,缩短机械寿命,严重时能造成破坏性事故。为此,必须对回转体进行平衡,使其达到允许的平衡精度等级或将因此产生的机械振动幅度降到允许的范围内。

  回转体的动平衡是相对于静平衡而言的。所谓静平衡,就是在回转体一个校正面上进行校正平衡,校正后的剩余不平衡量,应保证转子在静态时是在许用不平衡量的规定范围内,故静平衡又称单面平衡。而动平衡则是在回转体两个校正面上同时进行校正平衡,校正后的剩余量可保证回转体动态时是在许用不平衡量的规定范围内,故动平衡又称双面平衡。

  对高速动平衡试验的更进一步解释,就是通过在回转体上去除材料或添加配重的方法来改变回转体的质量分布,使回转体因偏心离心力引起的振动或作用在轴承上、与工作转速一致的振动力减小到规定的允许范围之内,以达到机器平衡运行的目的。回转体平衡的具体目标是减少轴挠曲、减少机器振动以及减小轴承动反力。这三个目标有时是一致的,有时是矛盾的,但它们必须统一于平衡的最终目标——保证机器平衡地、安全可靠地运行。

  不平衡振动是困扰旋转机械正常工作的主要因素,在工业上常常采用测相测幅的整机动平衡方法,通过测得的回转体键相信号及振动信号来计算不平衡量的大小与相位。该法开机次数少,平衡精度高,而以大型轴流风机为代表的旋转机械,由于转子结构上的限制,在现场测试时往往难以获取测相测幅整机动平衡方法所需的键相信号。

  这种不平衡离心力作用在转子轴承上,会引起振动,产生噪声,加速轴承磨损,以致严重影响产品的性能和寿命。电机转子、机床主轴、内燃机曲轴、汽轮机转子、陀螺转子和钟表摆轮等旋转零部件在制造过程中,都须要经过平衡才能正常地运转。根据平衡机测出的数据对转子的不平衡量进行校正,可改善转子相对于轴线的质量分布,使转子旋转时产生的振动或作用于轴承上的振动力减小到允许的范围之内。因此,高速动平衡检测系统是减少振动、改善性能和提高质量的必不可少的设备。

  动平衡助力用户降本增效 

  据韩宏升介绍,瑞兆激光的高速动平衡系统具有3套不同规格摆架,可平衡转子重量为250kg~50000kg,最高转速可至20000rpm,最大直径2.8m,可平衡最长的转子达12m。该系统在安装调试时,瑞兆激光对其进行了升级改造:增加了1套摆架,舱体加长了3m,升级了电子信息系统,扩大了系统的辐射范围,基本涵盖了全部民用动力设备。该系统主要包括以下功能:转子高速动平衡、转子低速动平衡、转子超速试验、转子临界转速测量、滑动轴承性能试验(包含用户提供的可倾瓦、半开式瓦等)、转子不平衡响应试验、危机遮断器跳闸试验、转子运转试验、转子动态校直。

  该系统主要用于高端机电设备中回转体的高速动平衡试验,主要涉及领域包括冶金、发电、石油、化工等。主要回转体包括汽轮机类、透平机类、发电机类、电动机类、压缩机类等。

  高速动平衡试验内容主要包括挠性转子的研发试验、出厂试验以及检修后的高速动平衡试验。该系统为1台终试生产平台,新制转子、再制造及检修后的转子必须经过此道工序,以保障现场正常开机。

  在高速动平衡试验技术上,瑞兆激光尊重专家和权威,他们与中国工程院陈予恕院士、全国振动专家张延安先生进行了密切合作,后又派员工去德国申克等企业进行了专业技术培训,使公司员工的技术实力和水平大大提高。自2016年初该设备投产以来,瑞兆激光利用其技术优势与多家知名外企和国企建立了战略合作关系,包括美国埃利奥特、德国曼透平、美国通用(GE)、中石化、中石油、首钢、北京电力设备总厂等。其高速动平衡业务已经涉及石油、电力、冶金等众多领域。1年多来,瑞兆激光利用该设备已完成转子动平衡校正250余根,转子现场安装开机后运转良好,振动等级全部在优秀范围内,得到了各使用厂家尤其是钢铁行业用户的高度认可。

  2017年5月份,瑞兆激光用这台高速动平衡设备对首钢迁钢能源环保部的AV100-18轴流压缩机转子进行了高速动平衡检测和校正,此转子的功能是助力轴流压缩机为首钢迁钢炼铁厂5500m3高炉送风,其风量可达到7000Nm3/min。现场回装后、整机组运行良好,得到了迁钢领导的肯定和好评。

  6月1日,河北天柱钢铁集团有限公司1台空压机转子不能正常生产。瑞兆激光对其进行了喷砂、探伤、高速动平衡检测试验,修复工期仅3天,就使该空压机恢复正常生产。

  6月18日,常州中发炼铁有限公司的1台离心压缩机转子报废,经瑞兆激光对该转子进行入厂清灰、检测,着色探伤,气封更换,转子高速动平衡检测试验,3天就修复功能,回厂正常生产。

  6月26日,唐山瑞丰钢铁(集团)有限公司2号轴流风机停产。瑞兆激光对其进行了设备入厂清灰、检测、喷砂,更换全部静叶轴承、O形圈、进排气侧气封齿,进行了转子高速动平衡检测试验,5天就将其修复,回厂正常生产。

  7月1日,九江萍钢炼铁厂3号TRT发电机组发生故障,无法正常生产。瑞兆激光对其进行了入厂清灰、拆解、检测,承缸修复,转子轮毂修复,转子高速动平衡试验,静叶全部更换,石墨轴承、O形圈、曲柄、滑块更换,动叶隔块修复,修复工期仅16天,就使该TRT机组回厂正常发电。

  上述案例,其修复费用仅相当于购买新零件的百分之几。每家用户均是寄希望而来,满意而归。



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