離心通風(fēng)機振動超標(biāo)的原因分析及解決措施

陳曉東

摘要：本文針對離心通風(fēng)機振動超標(biāo)的原因分析及解決措施，結(jié)合理論實際案例，先分析了離心通風(fēng)機振動超標(biāo)的主要原因，接著提出相應(yīng)的解決措施，希望對提升離心通風(fēng)機運行效率和安全性有一定幫助。

關(guān)鍵詞：離心通風(fēng)機;振動超標(biāo);機械原因;氣流原因

一、引言

離心通風(fēng)機是一種集抽吸、輸送、提升流體能量為一體的機械設(shè)備，主要應(yīng)用在礦山、冶金、化工等。離心通風(fēng)機能否、安全、可靠的運行，直接決定了生產(chǎn)效率，如果情況嚴(yán)重甚至?xí)l(fā)嚴(yán)重的安全事故。

二、案例分析

攀鋼冶金材料有限責(zé)任公司于2018年3月2#回轉(zhuǎn)窯主離心通風(fēng)機發(fā)生了明顯的振動異?，F(xiàn)象，導(dǎo)致聯(lián)鎖保護跳機，為查清楚離心通風(fēng)機存在的故障，委托四川攀研技術(shù)有限公司在3月5日到8日，對2#窯主排離心通風(fēng)機進行振動測試和分析，根據(jù)檢取信號最佳原則，在離心通風(fēng)機上布置了4個振動檢測點（1、2位于電機上;3、4位于風(fēng)機軸承座上）各測點的振動有效值：

從中可以看出，該離心通風(fēng)機振動幅度最大的點為3檢測點和1、2檢測點的水平方向，最大的振幅為5.3～3.7mm/s，振動主要以1倍頻及其倍頻成分為主，再結(jié)合現(xiàn)場的異常聲響，可判斷為電機軸承存在嚴(yán)重的磨損故障從而引發(fā)振動聲響。離心通風(fēng)機轉(zhuǎn)子存在不平衡故障，但仍然在可接受的范圍中。而檢測點4則存在異常聲響并且垂直振動信號中存在比較明顯的沖擊信號，可判斷發(fā)生了軸承安裝故障。

三、離心通風(fēng)機振動超標(biāo)的主要原因分析

通過研究和現(xiàn)場試驗表明，導(dǎo)致離心通風(fēng)機發(fā)生振動超標(biāo)的主要原因體現(xiàn)在兩個方面，其一是機械原因;其二是氣流原因，具體如何下：

（一）機械原因

機械原因是引發(fā)離心通風(fēng)機振動超標(biāo)的主要原因，從而案例檢測結(jié)果和實踐經(jīng)驗的角度來看，由機械引發(fā)的振動超標(biāo)原因主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

第1，轉(zhuǎn)子不平衡。轉(zhuǎn)子在安裝過程中存在較為嚴(yán)重的加工誤差、裝配誤差以及平衡誤差等，而離心通風(fēng)機在運行中釋放出大量熱量，導(dǎo)致轉(zhuǎn)軸發(fā)生彎曲變形，或者葉輪局部磨損嚴(yán)重，發(fā)生了不同的變形，都會引起振動超標(biāo)，主要特征為：水平方向的振幅比較大，振動頻率為1倍頻，如果離心通風(fēng)機在運行中長時間存在轉(zhuǎn)子不平衡問題，則會形成一年的高次諧波，影響電機的正常運轉(zhuǎn)[1]。

第2，風(fēng)機軸承出現(xiàn)的故障。但風(fēng)機軸承中轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動頻率接近風(fēng)機轉(zhuǎn)固有的振動頻率時，就會形成強烈的共振，從而發(fā)生振動超標(biāo)的問題。此外，軸承底座基礎(chǔ)灌漿不合格，機座連接處步牢固，墊片發(fā)生走動，基礎(chǔ)的固有頻率和某些不平衡激振力頻率比較接近時，也會引起共振，主要特征為：振動頻率為奇數(shù)倍頻，3倍頻分量值最高。

第3，聯(lián)軸器異常。當(dāng)離心通風(fēng)機的聯(lián)軸器和電機聯(lián)軸器不同心時，會發(fā)生較大誤差，主要原因是聯(lián)軸器安裝過程中沒有對中，找正誤差較大，在此狀況下，離心通風(fēng)機處于超負(fù)載運行時，會加劇振動，主要特征為：振動頻率為2～3倍低頻。

（二）氣流的原因

第1，離心通風(fēng)機在運行過程中發(fā)生了比較嚴(yán)重旋轉(zhuǎn)失速問題，使得氣流和葉片擴壓器之間的沖角增加，當(dāng)氣流離開葉片凸面時，就會發(fā)生明顯的邊界分離現(xiàn)象。而當(dāng)沖角達到某一臨界值時，會擴大葉片凹面處渦流區(qū)，從而導(dǎo)致葉輪發(fā)生旋轉(zhuǎn)脫離現(xiàn)象，葉輪前后之間形成的壓力差會導(dǎo)致離心通風(fēng)機發(fā)生強烈振動。主要特征為：葉輪失速在0.5～0.8倍旋轉(zhuǎn)頻率范圍中[2]。

第2，氣流喘振。離心通風(fēng)機的容量普遍比較大，當(dāng)流量逐步減少時，工況點不斷向左側(cè)移動，一旦移動到不穩(wěn)定區(qū)域，就會引起強烈的振動，并伴隨著周期性喘氣聲。主要特征為：振動頻率為1～30Hz的低頻成分。

四、離心通風(fēng)機振動超標(biāo)解決措施

通過分析檢測點數(shù)據(jù)可知，當(dāng)離心通風(fēng)機在正常轉(zhuǎn)速1120r/min時，通過檢測發(fā)現(xiàn)3檢測點和1、2檢測點的水平方向的振動明顯，檢測點4則存在異常聲響并且垂直振動比較明顯，因此，可采取以下措施來解決離心通風(fēng)機振動超標(biāo)問題。進行開蓋檢查，將軸承外套和軸承座結(jié)合面間隙設(shè)置為0.05mm，間隙要用塞尺在塞進50～60mm，保證軸承不受緊力。游隙大小需要根據(jù)軸承內(nèi)徑大小進行合理確定，軸承內(nèi)徑50～100mm的游隙設(shè)置為0.2mm，內(nèi)徑大于100mm設(shè)置為0.3mm，只要游隙不超過上述標(biāo)準(zhǔn)，則視為合格，否則視為不合格，需要重新更換。

第1，啟動離心通風(fēng)機，待其進入穩(wěn)定運行狀態(tài)后，選擇通風(fēng)機軸承座H方向上的一點，其振動值變化最能反映不平衡量的大小，記錄為檢測點M，通過振動數(shù)據(jù)采集器獲得M點的振幅，記錄完成后停機。具體的力學(xué)模型。

A端軸承座被可靠地鎖緊后，可認(rèn)為與計價固聯(lián)為一體，而B點的振幅比小，B點圍繞A點的轉(zhuǎn)動可簡化為直線振動。

第2，根據(jù)2#離心通風(fēng)機，振動超標(biāo)的實際情況、葉輪直徑、配重塊經(jīng)驗值（一般在150～200g之間），本次取180g[3]。

第3，打開離心通風(fēng)機檢查門，對葉輪做除塵處理，然后再把葉輪的前盤均勻的分為3等分，用A點，B點，C點進行表示，并把180g配重塊焊接在這三個點上，測出M點的振動幅度數(shù)值，通過A、B、C三點現(xiàn)場作圖求配重點，具體。

具體做法為：以葉輪前盤中點O為圓心，以M點的振幅為半徑畫圓，將圓三等分，用A、B、C三點進行表示，再以M點在A、B、C三個點上的振幅為半徑做弧，三條弧線分布相較于E、F、G三點，在確定E、F、G三點的中心點用D表示，連接圓心O和D點，將連線繼續(xù)延長和圓周相較于H點，則H點就是配種點，確定測量長度，按照長度計算出配重的質(zhì)量[4]。

第4，在離心通風(fēng)機的葉輪前盤的圓周上找到H點的位置，通過計算配重的質(zhì)量減去焊條的質(zhì)量，就是焊接配重塊的質(zhì)量，將其焊接在葉輪前盤之上。

第5，關(guān)閉檢測門，離心通風(fēng)機平衡檢驗結(jié)束。

五、結(jié)束語

綜上所述，本文結(jié)合實際案例，分析了離心通風(fēng)機振動超標(biāo)的原因分析及解決措施，分析結(jié)果表明，離心通風(fēng)機具有容量大、運行效果等特性，被廣泛應(yīng)用在各大領(lǐng)域。

參考文獻

馬寅輝，竇華書.分流葉片弦長與周向分布對無蝸殼離心通風(fēng)機內(nèi)部流動影響[J/OL].浙江理工大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2015：1–9.

丁可金，羅玉娟，高延軍.蝸舌型式對離心通風(fēng)機氣動激勵的影響分析[J].噪聲與振動控制，2019，39（1）：216–220.