风机的故障诊断和风机转子现场动平衡

谷海龙

摘要：通过对宽厚板设备振动监测使用和一些故障的分析,介绍了风机故障的诊断思路?步骤及振动机理,并根据相位对此类故障进行了诊断与分析,提高了故障诊断故障的准确率?简单介绍现场动平衡技术?

关键词：风机故障诊断；风机转子；动平衡

中图分类号：TU465文献标识码：A

引言

1?转子平衡方法的比较

风机转子常用的平衡方法主要有以下几种种：①专用平衡机平衡法?该法需要专用平衡机,并要将转子从现场卸下,运输吊装到平衡机上,对于工矿企业来说,这种方法工作量大?费时,成本较高,所以该法主要用于制造厂?②3点平衡法?该法可以现场进行,在转子的圆周上选取互为120°的3个点分别试加重量,用测振仪分次测出振动状态,按比例作图求出不平衡量的大小与位置?该法要至少启动设备5次,平衡精度不很理想?③2点3圆平衡法?该法可以现场进行,测试中把一定质量的试重块分别加在转子同一圆周平面的2个点上,用测振仪分次测出振动状态,以此作3个圆并交汇于一点,以此求出不平衡量的大小与位置?这种方法需要启动设备至少4次,平衡精度不是很理想?

2?风机振动原因分析

2.1?风机的故障诊断

在进行故障诊断时，有必要研究设备的振动类型。从振动诊断的角度来看，风扇具有以下特点：（1）风扇是一种旋转机械，因此存在不平衡和不对中等故障；（2）风机是一种具有转动失速的流体机械，有可能发生喘振；（3）风机受工作环境影响，往往造成叶片磨损，输入介质也可能粘附在转子上形成随机失衡；（4）电机带动风扇，有可能产生电磁振动。

2.2?叶轮不平衡

叶轮不平衡引起振动的情况分为叶轮有质量缺陷或运行中出现结垢、磨损情况；叶轮安装时质量不过关两种。通过分析引风机相关数据得知，风机投入时间较短仅为半年，出现结垢、磨损机率较低。但叶轮质量缺陷、安装缺陷不能排除，因此，要求技术人员在停机后，对风机进行全面检修，核对叶轮尺寸参数，发现尺寸、动叶曲线存在异常时，及时更换满足要求部件，整改组合尺寸、器件安装等。另外，静态调试作业时，应保证同一级动叶角度相一致

2.3?转子不对中引起的振动

转子不对中的原因一般是两个方面?一是联轴器不对中,风机转子与电机转子之间通过联轴器连接,连接过程中没有做好对中,或者联轴器因长期运转而产生磨损?风机基础的下沉?以及工作温度的变化都会引起联轴器不对中故障的发生?二是两端支撑轴承与转子的轴心不对中,滚动轴承的不对中故障通常是由两端轴承座孔同轴度差?两端支座变形?轴承外圈与轴承座孔配合松动?轴承附件损坏等因素引起的?轴承能否形成良好的油膜会直接关系到滑动轴承不对中股指那个的产生?

2.4?风机转子现场动平衡

转子运动频率接近引风机转子固有振动频率，使得引风机在共振作用下发生振动，因此，应检测转子旋转频率与引风机转子固有频率，避免两者接近或相同。通过对该振动风机投入运行后的参数进行分析，得知风机转速与临界转速相差较大，可以排除临界转速造成的引风机振动问题。通过对引起引风机振动的因素进行分析，对比引风机现场以及运行数据，发现引风机振动振幅并不大，而振速较大，该类问题多由气流扰动引起?通过分析引风机振动表现以及可能引起振动的原因，归纳以下优化措施：首先，认真检查引风机支撑强度，发现薄弱位置时应及时进行加固，保证引风机运行的稳定性。其次，认真检查两级叶片角度是否同步，发现叶片角度异常时，及时进行调整?相反若试加重量选得太小,由它所产生的振幅和相位变化太小,当计算时会产生错误?原则上是,所选择的试加重量应该能使振幅和相位都产生30%的变化?对于宽厚板2#鼓风机采用数采器单平面动平衡?首先安装传感器,应将振动传感器安装在振动幅值最大的方向上,并且是离转子重心较近的轴承座上?

现场动平衡由于不需要拆卸设备和吊出转子,因而受到了许多工厂的亲睐?在做现场动平衡时必须认真的选择试加重量的大小和位置,只有把传感器的位置和参数确定好,才能保证风机转子现场动平衡?

表1是2010年7月2#鼓风机动平衡报告?

3?故障处理

对风机测点轴承座分解发现,轴承外环滚道及滚动体磨损较严重,有划痕及疲劳剥落,更换轴承后重新安装风机,严格按照安装工艺,提高对中精度?由于风机的工艺控制程序改变较复杂,因此本次检修中未修改工艺控制程序?重新启动后机组自带本特利3300监测数据显示,风机转速为1400r/min时,最大振动值31JJUI1?机组运行状态良好?

3.1?计算分析

故障频率计算?风机转速960r/min,则转频=转速/60=16Hz；风机轴承型号为：23048CC/W33,生产厂家SKF,通过查询SKF滚动轴承特征频率表,查得23048CC/W33轴承故障频率见表1?

表123048CC/W33轴承故障频率

3.2?结果验证

由于近期设备无检修计划,为了不影响生产,且风机振动不剧烈,无异常声音,可继续运行一段时间,决定利用检修来处理,在此期间风机监护运行,并每天检查一次?10月8日检查发现轴承座逐渐出现异常声音,加速度及速度值也成上升趋势,风机速度在4.5~7.5mm/s之间波动,多次出现7.5mm/s以上的振值,而风机速度保护值设置为8mm/s,超过了保护值风机将跳停,为了避免风机跳停造成停窑,将速度保护值设置为10mm/s,检修时对轴承进行了更换,避免了设备事故的发生?将风机轴承座打开后发现轴承内圈有一道裂缝,外圈滚道及滚动体有麻点,且在滚道内发现一块止推垫的破损件?将轴承座打开后发现轴承锁母松动,止推垫止扣断裂,轴承在轴向窜动量10mm,并且在轴承滚道内发现止推垫破损件,判断为止推垫断裂后锁母松动,造成轴承无法固定在轴上窜动,导致轴承跑内圆及破裂?

结束语

总之,引起引风机振动的因素较为复杂，包括叶轮不平衡、转子不对中引起的振动、转子不对中引起的振动、风机转子现场动平衡等都可能引起引风机振动。为及时排除振动故障，应做好引风机相关位置检查，分析引起振动的原因，逐一排除异常。

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