田國福

（山鋼股份萊蕪分公司煉鐵廠，山東濟(jì)南271104）

摘要：運(yùn)用振動(dòng)分析儀現(xiàn)場檢測風(fēng)機(jī)波形及頻譜圖等方法，判斷265m²燒結(jié)機(jī)環(huán)冷鼓風(fēng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中振動(dòng)數(shù)值超標(biāo)故障，確定故障原因是由于轉(zhuǎn)子不平衡導(dǎo)致?，F(xiàn)場運(yùn)用動(dòng)平衡技術(shù)處理，消除了故障，使振動(dòng)數(shù)值達(dá)到了合格水平。

關(guān)鍵詞：燒結(jié)機(jī)；環(huán)冷風(fēng)機(jī)；風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子；振動(dòng)分析儀

1  前言

山鋼股份萊蕪分公司煉鐵廠4^#265m²燒結(jié)機(jī)配套280m²環(huán)冷機(jī),環(huán)冷機(jī)配置5臺(tái)冷卻風(fēng)機(jī)，環(huán)冷冷卻風(fēng)機(jī)是對(duì)燒結(jié)機(jī)所生產(chǎn)的燒結(jié)礦進(jìn)行冷卻的關(guān)鍵設(shè)備。在設(shè)備運(yùn)行過程中，2#冷卻風(fēng)機(jī)因軸承座出現(xiàn)振動(dòng)超標(biāo)造成風(fēng)機(jī)故障停機(jī)，不能同步環(huán)冷機(jī)正常運(yùn)行，造成燒結(jié)礦溫度偏高，影響輸送皮帶使用壽命。通過振動(dòng)分析儀監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，結(jié)合故障參數(shù)數(shù)據(jù)、頻譜圖、波形圖等進(jìn)行分析,最終現(xiàn)引起故障的原因，并利用最短的時(shí)間進(jìn)行了處理,確保了冷卻風(fēng)機(jī)同步環(huán)冷機(jī)開機(jī)運(yùn)行^[1-3]。 

2  風(fēng)機(jī)故障診斷分析

280m²環(huán)冷機(jī)配置5套G4系列鼓風(fēng)機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)型號(hào)為G4-73-25D。風(fēng)機(jī)流量324 000 m³/h，葉輪直徑2.5 m，壓力5 082 Pa，配套電機(jī)型號(hào)YKK5604-8-630 kW，10kV。 

經(jīng)檢測分析，引起風(fēng)機(jī)振動(dòng)的原因有多方面，主要有以下幾點(diǎn)。

1） 風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡。不平衡是旋轉(zhuǎn)機(jī)械常見的故障，引起轉(zhuǎn)子不平衡的原因有:結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、制造和安裝誤差、材質(zhì)不均勻、受熱不均勻、轉(zhuǎn)子部件（配重）脫落。運(yùn)行中轉(zhuǎn)子的腐蝕、磨損、結(jié)垢、零部件的松動(dòng)和脫落等都能引起轉(zhuǎn)子不平衡。

2） 風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子不對(duì)中。不對(duì)中通常指相鄰兩轉(zhuǎn)子的軸心線與軸承中心線的傾斜或偏移程度,轉(zhuǎn)子不對(duì)中可分為聯(lián)軸器不對(duì)中和軸承不對(duì)中；聯(lián)軸器不對(duì)中又可分為平行不對(duì)中、偏角不對(duì)中和平行偏角不對(duì)中3種情況。

3 ）轉(zhuǎn)子碰摩。受風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)間較長，機(jī)組運(yùn)行參數(shù)不斷提高，其間隙不斷減小，以及運(yùn)行過程中不平衡、不對(duì)中、熱彎曲等因素的影響，經(jīng)常發(fā)生轉(zhuǎn)子摩擦故障。因轉(zhuǎn)子摩擦部位不同，碰摩分為兩種情況:轉(zhuǎn)子外緣與靜止件接觸而引起的摩擦，稱為徑向摩擦;轉(zhuǎn)子在軸向與靜止件接觸而引起的摩擦，稱為軸向摩擦。從不同的角度，摩擦還可以分為局部摩擦和全面摩擦,早期、中期和晚期碰摩等。

4 ）油膜振蕩。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速升到比第1臨界轉(zhuǎn)速的2倍稍高以后，由于此時(shí)半速渦動(dòng)的渦動(dòng)速度與轉(zhuǎn)軸的第1臨界轉(zhuǎn)速相重合即產(chǎn)生共振，表現(xiàn)為強(qiáng)烈的振動(dòng)現(xiàn)象。油膜一旦發(fā)生振蕩，將始終保持約等于轉(zhuǎn)子1階臨界轉(zhuǎn)速的渦動(dòng)頻率，而不再隨轉(zhuǎn)速的升高而升高。

3  故障檢測及處理

3.1機(jī)組測點(diǎn)布置

環(huán)冷機(jī)2#冷卻風(fēng)機(jī)機(jī)組測點(diǎn)布置如圖1所示。

3.2機(jī)組振動(dòng)數(shù)據(jù)采集及故障分析

風(fēng)機(jī)運(yùn)行過程中振動(dòng)突然加大,風(fēng)機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速為740 r/min。使用振通904測量其水平振動(dòng)位移達(dá)63.39 μm，超過報(bào)警值。測點(diǎn)數(shù)據(jù)分析見圖2。

從頻譜圖及波形圖中可以看出，其工頻振值達(dá)63.39 μm，其波形圖近似于正弦波，頻譜圖中諧波分量集中于基頻12.5 Hz，并且出現(xiàn)很小的高次諧波，使整個(gè)頻譜呈現(xiàn)出“楓樹形”。通過分析，判定該風(fēng)機(jī)振動(dòng)故障主要為轉(zhuǎn)子不平衡引起的。具體分析如下：1）通過測點(diǎn)振動(dòng)趨勢圖分析，其測點(diǎn)IX振動(dòng)值上升幅度較大，可以判定測點(diǎn)振值增大為振動(dòng)量傳遞引起；2）風(fēng)機(jī)運(yùn)行過程中，將所有風(fēng)機(jī)軸承座、電機(jī)地腳螺栓進(jìn)行緊固，未發(fā)現(xiàn)地腳有松動(dòng)現(xiàn)象，因此排除地腳螺栓松動(dòng)引起的故障；3）通過波形及頻譜圖分析,判定其為典型的轉(zhuǎn)子不平衡故障。

3.3運(yùn)用VB8- II平衡儀對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行動(dòng)平衡校正

1） 考慮到風(fēng)機(jī)系統(tǒng)采用剛性轉(zhuǎn)子，而且符合應(yīng)用單面動(dòng)平衡技術(shù)要求，故選用剛性轉(zhuǎn)子測相平衡法處理此次動(dòng)平衡故障。

2 ）粘貼反光片,選擇外露的軸段，此段軸上用黑漆涂黑。待黑漆晾干后，用細(xì)砂紙打磨黑漆表面，打磨至不反光為止。然后將1片25 mm x 50mm的反光紙用瞬干膠粘牢至黑漆表面。

3） 將轉(zhuǎn)速表座固定在軸承座鋼結(jié)構(gòu)底座上，速度傳感器放置于表座卡盤上。振動(dòng)傳感器固定在軸承座兩端。

4） 動(dòng)平衡儀具體操作設(shè)置。動(dòng)平衡測量就是測量振動(dòng)的基頻分量。先將“通頻-選頻”鍵按下，然后再按下“基頻”和“位移”鍵，此時(shí)振幅指示即為基頻、位移振動(dòng)幅值。

5 ）測量初始振動(dòng)矢量。準(zhǔn)備完畢后，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，待轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后，觀察儀器顯示轉(zhuǎn)速，待轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，記錄初始振動(dòng)矢量（95μm，130°）。

6 ）計(jì)算試加重量。按照平衡儀器要求的平衡精度等級(jí)G，則所需試重為：

式中：M為轉(zhuǎn)子重量，kg； G為平衡精度等級(jí)，mm/s； n為被平衡機(jī)器的最大工作轉(zhuǎn)速，r/min； r為試重位置半徑為mm；m為試重，g。

7 ）試加配重塊。利用上述公式計(jì)算得出試重塊m=450g，按照要求焊加在被平衡轉(zhuǎn)子立面上，相位取0°。可寫表達(dá)式（0.45，0°）。

8 ）第2次啟動(dòng)風(fēng)機(jī)。待達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)，測取軸承座振動(dòng)幅值和相位，其矢量以。（130μm，230°）。

9） 計(jì)算影響系數(shù)K。

計(jì)算得影響系數(shù)K （78，152°）。計(jì)算實(shí)際需加重量Q。

求得實(shí)際需加重量Q（1.21，236° ）。

10 ）焊加求得配重塊Q。計(jì)算得出需加配重塊質(zhì)量1210 g，相位取236°。

11）重新開機(jī)，故障消除。

4  結(jié)語

判斷風(fēng)機(jī)故障,首先通過頻譜圖和波形圖判斷故障原因。采用現(xiàn)場動(dòng)平衡處理故障省時(shí)、省力，節(jié)約費(fèi)用。

參考文獻(xiàn)：

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[2]  安勝利，楊黎明•轉(zhuǎn)子現(xiàn)場動(dòng)平衡技術(shù)[M]•北京:國防工業(yè)出版社,2007.

[3]  楊國安.機(jī)械設(shè)備故障診斷使用技術(shù)[M].北京沖國石化出版社,2007.