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一種軸流煤氣風(fēng)機(jī)的故障診斷及現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡
吳立業(yè),程英輝,孫晶東
(河北鋼鐵股份有限公司承德分公司,河北承德067002)
【摘要】承鋼某生產(chǎn)線電除塵風(fēng)機(jī)因振動(dòng)大而跳機(jī),在負(fù)荷端軸承處利用測(cè)振分析儀器采集數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)軸承故障頻率,更換完軸承運(yùn)行1天后振動(dòng)值增大導(dǎo)致跳機(jī)。利用油管路通道將測(cè)振傳感器放置到自由端軸承處,發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)存在不平衡故障,利用動(dòng)平衡儀對(duì)該風(fēng)機(jī)做動(dòng)平衡后,運(yùn)行效果良好。
【關(guān)鍵詞】軸流風(fēng)機(jī);故障診斷;現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡
眾所周知旋轉(zhuǎn)設(shè)備機(jī)械故障類型多種多樣,統(tǒng)計(jì)表明75%以上的振動(dòng)故障由不平衡引起,因此轉(zhuǎn)子不平衡是一種常見的風(fēng)機(jī)故障[1]。同時(shí),在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)不平衡轉(zhuǎn)子進(jìn)行動(dòng)平衡即在其工作狀態(tài)相同的轉(zhuǎn)速、安裝條件、支撐條件和負(fù)載的情況下,對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行動(dòng)不平衡矯正,這是目前使用風(fēng)機(jī)的廠家普遍采用的一項(xiàng)技術(shù),實(shí)踐表明該技術(shù)在轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備平衡檢驗(yàn)中應(yīng)用效果比離線動(dòng)平衡檢驗(yàn)效果好,工作量小,節(jié)約費(fèi)用支出。
承鋼某生產(chǎn)線電除塵風(fēng)機(jī)起對(duì)煤氣進(jìn)行凈化并回收的作用。如果該風(fēng)機(jī)停機(jī)會(huì)導(dǎo)致放散塔冒煙,并且不能進(jìn)行煤氣回收再利用項(xiàng)目,但該風(fēng)機(jī)在上線1年后振動(dòng)超標(biāo),因振動(dòng)保護(hù)導(dǎo)致跳機(jī)。為了保證生產(chǎn),節(jié)省費(fèi)用,對(duì)該風(fēng)機(jī)進(jìn)行了故障診斷,并做了現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡。
該風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子部件如圖1所示。軸承1處和電機(jī)相連,軸承2為風(fēng)機(jī)的尾端,軸承2在管道里,無法直接進(jìn)行測(cè)振。
2015年4月24日下午和25日上午,對(duì)120 t一次電除塵風(fēng)機(jī)進(jìn)行測(cè)振。由于該軸承2在管道里,無法測(cè)量,當(dāng)時(shí)考慮一根軸系,如果是動(dòng)平衡或軸承問題都能在一端的軸承座上有反應(yīng),因此對(duì)軸承1進(jìn)行了測(cè)振,在轉(zhuǎn)速1500 r/min時(shí),軸承1時(shí)域圖及頻譜圖如圖2、圖3所示。通過頻譜分析,未發(fā)現(xiàn)軸系存在動(dòng)平衡問題,判斷軸承可能存在問題。
因軸承2振動(dòng)比軸承1振動(dòng)大將近兩倍,且振動(dòng)增加幅度較大,頻譜圖在中頻段有周期性沖擊,且出現(xiàn)了軸承2外圈的通過頻率125 Hz及邊頻,動(dòng)平衡故障不明顯,判斷可能是尾端軸承及軸承2外圈故障。
圖1 風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子
圖2 24日軸承1水平振動(dòng)速度時(shí)域波形
圖3 24日軸承1水平振動(dòng)速度頻域波形
25日下午,更換軸承2,發(fā)現(xiàn)軸承外圈與下軸承座間有相對(duì)滑動(dòng)的痕跡,換完軸承后,軸承2的振動(dòng)比檢修前減小了。檢修完成后風(fēng)機(jī)在線振動(dòng)顯示為2.9 mm/s,在允許范圍內(nèi)。
風(fēng)機(jī)在檢修完運(yùn)行1天后,也就是26日,軸承2振動(dòng)開始增大,在轉(zhuǎn)速達(dá)到1506 r/min時(shí),水平振動(dòng)速度增大至8.1 mm/s,跳機(jī)保護(hù)。下午對(duì)風(fēng)機(jī)軸承1測(cè)振,發(fā)現(xiàn)頻譜與24日的頻譜區(qū)別不大,說明該振動(dòng)不是尾端的軸承故障引起的。之后同公司協(xié)商停爐對(duì)軸承2進(jìn)行測(cè)振,當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到1500 r/min時(shí),軸承2水平振動(dòng)速度的時(shí)域圖和頻域見圖4、圖5,通過頻譜發(fā)現(xiàn)軸系存在動(dòng)平衡問題。通過做動(dòng)平衡,在葉輪某位置上焊一300 g重的配重塊。轉(zhuǎn)速升到1600 r/min,尾端軸承振速降為1.6 mm/s,符合正常運(yùn)轉(zhuǎn)的要求。
圖4 26日軸承2水平振動(dòng)速度時(shí)域波形
做完動(dòng)平衡后,風(fēng)機(jī)整體振動(dòng)減小,符合國際ISO10816-1;1995(E)[2]標(biāo)準(zhǔn)?;謴?fù)生產(chǎn)后,對(duì)軸承1測(cè)振,轉(zhuǎn)速為1650 r/min時(shí),水平振動(dòng)由2.7 mm/s降為1 mm/s,時(shí)域波形和頻域波形見圖6、圖7所示。因軸承2處的振動(dòng)傳感器拆除,未能留存頻譜曲線,但振動(dòng)已降至良好運(yùn)行范圍內(nèi)。
圖5 26日軸承2水平振動(dòng)速度頻域波形
圖6 27日軸承1水平振動(dòng)速度時(shí)域波形
圖7 27日軸承1水平振動(dòng)速度頻域波形
通過此次故障診斷及現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡得到以下結(jié)論:
(1)換完軸承后,由于軸承2的壓緊力大,壓緊力限制了葉片不平衡引起的振動(dòng),所以風(fēng)機(jī)整體振動(dòng)減小,但是軸承2的間隙相對(duì)減小,引起溫度升高。在運(yùn)行一段時(shí)間后,由于葉片不平衡振動(dòng)使軸承2的壓緊力減小,又出現(xiàn)了溫度降低,振動(dòng)增大的過程。
(2)因軸系太長(zhǎng),葉輪又不在軸的中心,此類風(fēng)機(jī)測(cè)振,必須在振動(dòng)大的軸承處測(cè)振。
[參考文獻(xiàn)]
[1]廖伯瑜.機(jī)械故障診斷基礎(chǔ)[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2000.
[2] ISO10816-1 1995(E),國際振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)[S].
Fault Diagnosis and Field Dynamic Balance of Axial Flow Gas Blower
WU Liye,CHENG Yinghui,SUN Jingdong
(Chengde Company of Hebei Iron & Steel Group Co., Ltd , Chengde, Hebei 067002, China)
【Abstract】The electric dust removing fan at a steel production line of Chengde Steel jumped due to severe vibration. Through data collection using a vibration analyzer at the load end of the bearing it was found that one day after replacing the failed bearing vibration increased, leading to machine jumping. When the vibration sensor was placed at the bearing on the free end taking advantage of the pipe channel the fan suffered unbalance, but after it was balanced by a dynamic balancer the operation effect became normal.
【Keywords】axial flow fan; fault diagnosis; field dynamic balance
作者簡(jiǎn)介:吳立業(yè)(1979-),男,2003年畢業(yè)于河北理工學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè),電氣工程師,現(xiàn)從事電氣設(shè)備故障診斷工作。
收稿日期:2015-09-08
【文章編號(hào)】1006-6764(2015)12-0022-02
【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B
【中圖分類號(hào)】TF547