手机动平衡程序的开发与应用

马杰

【摘要】动平衡是旋转机械振动故障治理的重要手段之一，动平衡的，计算过程涉及很多三角函数、矢量式、行列式或矩阵的运算，容易出错且效率不高，如果用计算机编写程序实现动平衡计算，能够保证准确度和精度，但携带很不方便。所以，笔者把手机作为程序开发的载体，用Flash作为程序开发平台，从而实现准确、高效、便携、可视化的动平衡计算。

【关键词】手机；动平衡；程序；开发；应用

1、手机动平衡程序的开发

1.1 动平衡计算原理。以单平面的影响系数平衡法为例，基本操作步骤及计算原理为：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（如原ENTEK公司的DP1500）测取初始振动值及相位，记作A0 （通常约定键相光标前沿随转轴旋转，通过振动传感器的位置为起始0°，逆转向读取位置角度）；然后停机并在转机设备的平衡槽或轮盘某一角度加装或焊接试重质量块，试重块记作P；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；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，根据影响系数求出应该加的平衡质量，记作Q，满足Q*α+A0=0；按照Q值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还有一定的借鉴作用。

1.2 程序开发准备

1.2.1 程序载体：安装了Flash的手机，Flash版本没有限制。例如多普达S900，手机系统为Windows Mobile Version 6.1，自带Flash运行程序。

1.2.2 开发平台：在计算机上选择并安装Adobe公司的Flash CS系列程序。如Flash CS3 Version 9.0。

1.2.3 显示尺寸：为了达到最佳显示效果，要把载体手机主屏幕的尺寸参数记录下来，直接测量也可，开发的Flash程序界面尺寸应与之相同。

1.3 程序开发步骤

1.3.1 新建Flash文档。运行Flash CS3，选择文件→新建→Flash文件（ActionScript 2.0），在属性面板中选择背景颜色和舞台尺寸（参考手机主屏幕大小）。

1.3.2 分类建立图层。把图层分为背景层、文本层、静图层、输入层、输出层、按钮层，这样方便编辑和修改。

1.3.3 背景层。建立此图层可以设置个性化的背景图片，为下面功能性图层的布局做美化和铺衬。

1.3.4 文本层和静图层。文本层用来显示描述性文字，在保证表述准确的同时，尽量整齐简练。笔者设计的文本层内容包括：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，影响系数及追注文字，属性设置为“静态文本”。静图层是为了比较直观的显示矢量关系而建立的参照底图，可以用笛卡尔坐标系或极坐标系，笔者选择用标注旋转方向的靶形示意图。

1.3.5 输入层和输出层。输入层每个文本框的属性要设置为“输入文本”，输出层每个文本框的属性要设置为“动态文本”，输入和输出层的每个文本框要求命名不重名的变量名称，且区分大小写。

1.3.6 按钮层及其动作脚本。按钮层是程序的核心，动平衡的计算和绘图程序编写在按钮的动作脚本中，

实际写程序要复杂些，需要注意三角函数运算时必须转换成弧度；求反正切时，如果过分母为零，需要用if条件判定后，直接给出结果。笔者在编写时，也是每一种运算单独新建Flash文档测试，第一次编写很难一气呵成。

动平衡的计算脚本程序编写完成后，矢量图比较容易，基本思路是把需要顯示的矢量线段的端点坐标，用Line To功能联线即可。画线和参数设置的方法可以在Flash CS3的帮助窗口中检索查看。

1.4 调试发布程序

1.4.1 调试程序：选择“控制”菜单下的“测试影片”，快捷键为Ctrl+Enter。调试时首先要验证动平衡计算的准确性，可以多次手工计算验证，或用专业书中案例直接验算。其次要考虑容错率，比如，误输入字母会导致输出结果为非数字“NAN”，解决方法可以把输入文本框的字符嵌入属性选择“自然数[0..9]（11字型）”。再如，绘制矢量图时，如果直接显示真实尺寸很可能会太小或太大，不容易观看，解决方法是选取一个便于观看的基准长度，然后把每个矢量线段按比例计算后，再绘图显示。

1.4.2 发布程序：文件→发布设置，弹出发布设置的窗口后，格式菜单中选择Flash，Flash菜单中的播放器设置为“Flash Lite”，脚本选AS 2.0，这里版本发布的原则是，在满足载体手机正常运行的基础上，版本越高，支持的Flash文字或动画特效越多。

2、手机动平衡程序的应用

2.1 故障处理。正确使用手机动平衡程序，能够快速地解决现场不平衡的故障。例如：悬臂风机叶轮磨损振动超标治理。

设备简介：某厂风机为悬臂式单级八叶片离心风机，弹性基础，电机与风机并列布置，皮带轮传递扭矩，工作转速1630rpm。

2016年03月15日，风机振动超标，轴承最大径向振动0.19mm（标准为≤0.08mm），基频分量占0.18mm，占比83%，相位稳定。考虑到振动故障的主要原因为灰粉冲刷叶片导致磨损，且受工期限制要求尽快修复投运，所以直接进行动平衡操作，计划工时4小时。

工作步骤：①停风机时在转子上贴反光纸，用于相位测量。②启动风机达到额定转速，选用ENTEK DP1500依次测量记录悬臂侧轴承的径向振动。③停风机，在风机叶轮上焊接试重块，即增加50g∠210°。④启动风机，测取悬臂侧轴承振动数值。⑤将试重及两次测量的振动数据录入手机的动平衡程序中，输出校正质量。⑥为了提高效率，选择保留试重的校正质量进行同径焊接操作，实际增加质量为35g∠130°。⑦启动风机，测取轴承的振动检验振动治理效果。

2.2 教学试验

2.2.1 动平衡原理教学：可以用Flash强大的动画功能，图文并茂的展现动平衡计算或使用过程，相比死记硬背动平衡各种计算公式，生动很多、记忆更牢。

2.2.2 动平衡试验操作：可以让学习者在动平衡试验模型上，自己设计模拟不平衡故障，利用手机动平衡程序辅助计算予以消除。这样不但学习效果好，而且随时可以拿出手机交流探讨。

3、手机动平衡程序的扩展

3.1 功能扩展。限于篇幅，笔者介绍的是手机动平衡程序中最简单的单平面动平衡的开发应用过程。进一步的，我们可以开发双平面动平衡程序、谐分量法动平衡程序等。

3.2 应用扩展。除了手机，对于支持flash的载体，均可以实现动平衡计算过程。例如PSP、PDA、PC等，具有广阔的移植能力。

此外，本文选用Flash平台开发为例，也可以选择JAVA平台，或打包成其它形式的APP，不用局限于一种方式，保证原理符合、过程正确即可。

4、结束语

科学利用手机动平衡程序不但能简化操作、提高效率，而且能减少误差、增加精度，还能提供可视化的矢量关系图。所以，它是手机功能的拓展，它是程序使用的延伸，它更是旋转机械不平衡振动故障治理辅助计算的有力工具。

参考文献：

[1]杨国安.机械设备故障诊断实用技术[M].北京：中国石化出版社，2007.

[2]杨建刚.旋转机械振动分析与工程应用[M].北京：中国电力出版社，2007.

[3]陆颂元.汽轮发电机组振动[M].北京：中国电力出版社，2000.