水泥廠循環(huán)風(fēng)機振動故障的診斷

曾新林

摘 要：本文通過對風(fēng)機出現(xiàn)的故障進行故障診斷及振動分析，針對振動形式類似的故障，分別采取不同的診斷手段予以辨別和區(qū)分，最終診斷出風(fēng)機出現(xiàn)的不平衡、軸承座與基礎(chǔ)之間松動、電動機軸瓦有碰磨的現(xiàn)象、集電環(huán)銅環(huán)磨損嚴(yán)重三種故障。

關(guān)鍵詞：循環(huán)風(fēng)機； 故障診斷； 振動

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.04.026

0 引言

某水泥廠循環(huán)風(fēng)機同時出現(xiàn)了四種不同的振動故障 ：

（1）風(fēng)機有不平衡的現(xiàn)象；（2）風(fēng)機負荷側(cè)軸承座與基礎(chǔ)之間有松動的現(xiàn)象；（3）電動機軸瓦有碰磨的現(xiàn)象；（4）電動機集電環(huán)上的銅環(huán)磨損嚴(yán)重。

現(xiàn)將診斷分析及處理過程進行簡單描述的總結(jié)：循環(huán)風(fēng)機在2010年安裝，運行有5年時間了，基礎(chǔ)是混凝土型結(jié)構(gòu)。電動機的結(jié)構(gòu)型式及技術(shù)參數(shù)如下：

型號：YRKK800-6 容量：2800KW 額定電壓/電流：10KV/196A

轉(zhuǎn)速：993RPM 出廠編號：J1010502 湘潭電機股份有限公司 出廠時間：2010年2月

風(fēng)機的結(jié)構(gòu)型式及技術(shù)參數(shù)如下：

型號：YB-2*40-26-4F 轉(zhuǎn)速：993RPM 江蘇金通靈風(fēng)機有限公司 出廠時間：2010年2月

1 風(fēng)機不平衡的診斷過程

2015年11月17日，運用數(shù)據(jù)采集器對水泥廠循環(huán)風(fēng)機進行振動測試，對電動機、風(fēng)機軸承座的三個方向水平、垂直、軸向的振動速度有效值（mm/s RMS）及頻譜進行測量；電動機、風(fēng)機的振動值大；循環(huán)風(fēng)機測點結(jié)構(gòu)為雙側(cè)支撐式，電動機、風(fēng)機的振動值如表1：（單位：mm/s）。

風(fēng)機動平衡有：

（1）動不平衡產(chǎn)生1X轉(zhuǎn)速頻率的大的振動，但是，在外側(cè)軸承座上的振動幅值與在內(nèi)側(cè)軸承座上的振動幅值略不相同，假定沒有其他明顯的故障的話，它們?nèi)匀辉谙嗤姆盗考壔蛘咝∮?：1的比例。

（2）動不平衡和力偶不平衡一樣，當(dāng)動不平衡為主時，振動相位還是穩(wěn)定的和可重復(fù)的。

（3）外側(cè)軸承與內(nèi)側(cè)軸承之間的水平振動相位差可能是0度到180度的任一角度，這個相位差還是近似等于垂直方向振動相位差。不管是力不平衡還是力偶不平衡是否占優(yōu)勢，2軸承處水平等方向振動相位差應(yīng)該近似相位差等于垂直方向振動相位差。

通過對風(fēng)機的振動頻譜、相位分析，風(fēng)機有動不平衡的現(xiàn)象。先對風(fēng)機做在線動平衡后，電動機、風(fēng)機非負荷側(cè)的振動比平衡前下降了，但是電動機、風(fēng)機負荷側(cè)水平方向的振動還是偏大。（A1—6.26mm/s—16.59Hz ；V2—5.10mm/s—16.64Hz H3—3.68mm/s—16.6Hz）。

2 風(fēng)機負荷側(cè)軸承座與基礎(chǔ)之間有松動的現(xiàn)象

風(fēng)機做動平衡后，風(fēng)機負荷側(cè)軸承座振動仍偏大，對風(fēng)機軸承座進行檢測。

機械松動有3種不同類型：

（1）結(jié)構(gòu)框架或基礎(chǔ)松動。結(jié)構(gòu)松動或機器底腳，基礎(chǔ)平板和混凝土基礎(chǔ)剛性差。變形或破碎的砂漿；框架或基礎(chǔ)變形（軟底腳）；地腳螺栓松動。

（2）結(jié)構(gòu)裂紋或軸承座裂紋；有時支承腳高度不同引起的搖動運動；偶而發(fā)生一些軸承座固定螺栓松動。軸承松動或零部件配合不當(dāng)時故障只是次要嚴(yán)重。

（3）軸承在軸承座中松動；軸承內(nèi)部間隙過大；軸承襯套在其蓋內(nèi)松動；軸承要軸上松動或轉(zhuǎn)動。

經(jīng)檢查測量；發(fā)現(xiàn)風(fēng)機第3點軸承座底腳有松動的現(xiàn)象：（測量數(shù)據(jù)如圖1）

經(jīng)檢查測量；發(fā)現(xiàn)風(fēng)機非負荷側(cè)軸承座兩邊振動差不多，非負荷側(cè)軸承座沒有松動的現(xiàn)象。對負荷側(cè)軸承座的地腳螺絲擰緊后，負荷側(cè)軸承座的水平振動還是偏大。風(fēng)機非負荷側(cè)軸承座底腳與基礎(chǔ)有松動的現(xiàn)象。需要對基礎(chǔ)重新處理。

3 電動機集電環(huán)上的銅環(huán)磨損嚴(yán)重，電動機軸瓦有碰磨的現(xiàn)象

斷開聯(lián)軸節(jié)，對電動機空轉(zhuǎn)，測量電動機軸承座水平、垂直、軸向的振動速度有效值（mm/s RMS），電動機非負荷側(cè)有周期性的振動。檢查發(fā)現(xiàn)，電動機軸瓦有碰磨的現(xiàn)象；對發(fā)電機軸瓦重新刮研處理；電動機的非負荷側(cè)集電環(huán)銅環(huán)磨損嚴(yán)重，拆下集電環(huán)對表面進行光刀處理后，重新安裝后開機，電動機振動、風(fēng)機非負荷側(cè)振動正常，風(fēng)機負荷側(cè)振動仍偏大。

4 總結(jié)

在對風(fēng)機進行振動故障診斷過程中，應(yīng)注意以下幾點：

（1）細致認真的日常檢測和維護是防止風(fēng)機故障的有效手段。

（2）利用振動相位可以區(qū)分表現(xiàn)近似的故障，如不平衡，基礎(chǔ)剛性不好和對中不良。

（3）對電動機進行空轉(zhuǎn)能更好的了解電動機的運行狀況。

（4）應(yīng)盡量利用多種檢測手段對風(fēng)機故障進行分析，多角度的分析，能夠全面準(zhǔn)確的判斷風(fēng)機故障的原因。

參考文獻：

[1]機械振動講演文集[G].白木萬博，1984.

[2]張正松.旋轉(zhuǎn)機械振動監(jiān)測及故障診斷[S].機械工業(yè)出版社， 1987.