淺談轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備產(chǎn)生軸向振動(dòng)原因及處理方法

茹言

（大慶石化公司化工二廠，黑龍江 大慶 163714）

轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況是否良好，直接關(guān)系到能否實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)施運(yùn)行情況不好可能會(huì)引發(fā)技術(shù)參數(shù)改變，給產(chǎn)品品質(zhì)產(chǎn)量帶來負(fù)面影響，甚至可能會(huì)引起事故。設(shè)備振動(dòng)而引發(fā)的設(shè)施受損幾率很高，振動(dòng)信息當(dāng)中通常包含有大量有關(guān)設(shè)備情況的信息，很多設(shè)備本身構(gòu)造是否合理、是否滿足制造要求、運(yùn)轉(zhuǎn)使用是否正常等問題，都可以根據(jù)振動(dòng)情況包含的信息來作出判斷。由于振動(dòng)信號信息很容易獲得，本篇文章將通過這種方法來預(yù)判轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器問題的嚴(yán)重程度，可以根據(jù)振動(dòng)原理和原因分析結(jié)果，真正做到嚴(yán)密監(jiān)測保護(hù)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)施。

1 轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備產(chǎn)生振動(dòng)的原因分析

1.1 軸流式送風(fēng)機(jī)電機(jī)軸向振動(dòng)原因

1.1.1 振動(dòng)產(chǎn)生的故障及特征

軸流式送風(fēng)機(jī)在自身電機(jī)驅(qū)動(dòng)端的中心位置，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)軸方振動(dòng)幅度會(huì)伴隨運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間變長機(jī)而變大，振幅甚至達(dá)到0.150mm，而送風(fēng)機(jī)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)情況好壞會(huì)直接影響到設(shè)備整體運(yùn)轉(zhuǎn)的安全穩(wěn)定特性，因此在發(fā)現(xiàn)不良情況時(shí)需要立刻進(jìn)行監(jiān)測和分析。風(fēng)機(jī)振動(dòng)原因?yàn)檗D(zhuǎn)子上面有沉積異物，且不能平衡、葉片出現(xiàn)一邊損壞，易導(dǎo)致不平衡、軸承損壞加劇、基礎(chǔ)形狀改變或中心偏離等異常情況。

1.1.2 振動(dòng)產(chǎn)生的原因

通過上面對振動(dòng)引發(fā)問題和特性的分析，發(fā)現(xiàn)引發(fā)軸方向振動(dòng)的可能原因有兩個(gè)：第一個(gè)是因?yàn)檩S承和軸承座裝配不當(dāng)；第二個(gè)是因?yàn)橥獠總鬟f。風(fēng)機(jī)長時(shí)間連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，不會(huì)引起電機(jī)軸承裝配歪斜或者膨脹不順暢問題。由此可以判斷最有可能的故障成因風(fēng)機(jī)軸承故障。作用力通過軸和彈性聯(lián)軸器，傳送給電機(jī)側(cè)面軸承端蓋子，使電機(jī)軸向力增加。進(jìn)而引起軸向振動(dòng)增大。

1.2 離心式鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)軸向振動(dòng)原因

1.2.1 振動(dòng)產(chǎn)生的故障及特征

離心式鼓風(fēng)機(jī)由于電機(jī)長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)致電機(jī)聯(lián)軸器側(cè)端蓋處軸方向振動(dòng)逐漸增加，技術(shù)人員通過全面檢查檢測電機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)的異常情況和軸流樣式送風(fēng)機(jī)器電機(jī)出現(xiàn)的異常情況一致，并且歸納出來離心式鼓風(fēng)機(jī)出現(xiàn)振動(dòng)之后的幾個(gè)明顯特性，第一，是鼓風(fēng)機(jī)本身的徑向和軸向振動(dòng)都比較小，第二，是振動(dòng)最劇烈的位置是電機(jī)側(cè)的水平方向軸線，最嚴(yán)重時(shí)達(dá)到0.160mm，振動(dòng)平穩(wěn)，并且沿端蓋向周圍呈現(xiàn)輻射形狀變?nèi)?，邊緣地方僅有大概0.010mm；第三，是離心式鼓風(fēng)機(jī)剛啟動(dòng)沒有出現(xiàn)振動(dòng)，運(yùn)行了一段時(shí)間之后逐漸增加到0.160mm。第四,是對電機(jī)聯(lián)軸器側(cè)端蓋位置的軸方向振動(dòng)做頻譜檢測，發(fā)現(xiàn)主要問題是一倍頻分?jǐn)?shù)量，同時(shí)還有很少的高頻率分量，而且溫度比較高。

1.2.2 振動(dòng)產(chǎn)生的原因

通過對上面振動(dòng)出現(xiàn)問題和特性的分析，發(fā)現(xiàn)所有電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候都會(huì)散發(fā)出熱量，一旦不能膨脹，轉(zhuǎn)子會(huì)利用軸承內(nèi)圈把軸方向力量傳輸給軸承里面的滾珠，從而傳遞到外圈，再作用到支撐端蓋子上面，在這種情況下，如果是軸承內(nèi)圈子、外圈子和支出端蓋子裝配的時(shí)候和軸完全垂直，軸向力量均勻地產(chǎn)生在每一個(gè)滾動(dòng)部件上，不足以引發(fā)振動(dòng)。但是實(shí)際上不能確保軸承內(nèi)圈、外圈和軸承座裝配的時(shí)候軸完全垂直，軸向力量也不能均勻地在每一個(gè)滾動(dòng)部件上產(chǎn)生軸向力，相當(dāng)于軸承內(nèi)部圈出現(xiàn)偏離，轉(zhuǎn)子每一次轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，就會(huì)有一個(gè)軸向力量傳送到端蓋上面，具體表現(xiàn)為端蓋子沿著軸向振動(dòng)，振動(dòng)信息的頻率達(dá)到一倍，同時(shí)伴隨著軸承內(nèi)部滾動(dòng)部件在較高阻力下運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)生高頻率分量和溫度上升。

1.3 給水泵軸向振動(dòng)的原因

1.3.1 振動(dòng)產(chǎn)生的故障及特征

給水泵解體檢修后，試運(yùn)轉(zhuǎn)過程中發(fā)現(xiàn)泵前端軸向振動(dòng)較大，達(dá)到0.2mm，出現(xiàn)顯著的軸方竄動(dòng)現(xiàn)象。中心偏差較大、軸扭曲，軸頸偏移擺動(dòng)、聯(lián)軸機(jī)器安裝不好、基礎(chǔ)不穩(wěn)定振動(dòng)、基礎(chǔ)和電機(jī)出現(xiàn)共振等問題狀況，同時(shí)檢查分析之后發(fā)現(xiàn)有下面的特征：一是采用頻譜分析采集設(shè)備振動(dòng)數(shù)據(jù)，主要部分是一倍頻率分量，同時(shí)出現(xiàn)顯著的低頻率波動(dòng)；二是電機(jī)軸和前部泵軸，軸方向出現(xiàn)顯著的不穩(wěn)定變動(dòng)；三是電機(jī)軸承座和泵前軸承座軸向輕微振動(dòng)。

1.3.2 振動(dòng)產(chǎn)生的原因

通過對上面振動(dòng)出現(xiàn)問題和特征的分析，會(huì)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致給水泵前部泵軸方向振動(dòng)的原因是運(yùn)轉(zhuǎn)過慢，而不是突然出現(xiàn)問題的，和運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間息息相關(guān)，通過振動(dòng)位置和主要頻率分量分析，可能會(huì)出現(xiàn)以下因素：（1）推力盤偏移；（2）電機(jī)軸與泵前軸的齒形聯(lián)軸機(jī)器卡??；（3）電機(jī)軸和泵軸中間沒有空隙，經(jīng)?；ハ嗯鲎不蛘呔嚯x過大，軸向擋圈套已經(jīng)和軸齒緊密相連，從而導(dǎo)致電機(jī)連續(xù)推動(dòng)或拉動(dòng)泵軸。但上述情況發(fā)生在剛剛檢查之后，有可能是裝配的時(shí)候，軸向位置確定不準(zhǔn)導(dǎo)致的，因此引起前部泵軸向振動(dòng)的原因是電機(jī)和前部泵的齒形狀連軸機(jī)器齒長時(shí)間受損導(dǎo)致的。

2 轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備振動(dòng)的處理措施

2.1 軸流式送風(fēng)機(jī)電機(jī)軸向振動(dòng)處理措施

風(fēng)機(jī)更換軸承部件之后，運(yùn)轉(zhuǎn)完全恢復(fù)，通過拆下軸承部件進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)軸承部件3 口軸承中，有一口角接觸推力軸承裝配反了，在外圈上面出現(xiàn)的滾道沒有出現(xiàn)在推力角中心旁邊，而是出現(xiàn)在外圈較薄一側(cè)的邊上。通過上面的例子可以發(fā)現(xiàn)，雖然剛開始使用設(shè)備的時(shí)候，推動(dòng)力軸承受到的力量較大，但是隨著使用時(shí)間的增加，導(dǎo)致軸斷面偏離，甚至偏離軸線，同時(shí)由于偏離向電機(jī)所在方向移動(dòng)，導(dǎo)致電機(jī)軸受到軸向力增加。在軸流式送風(fēng)機(jī)機(jī)體本身軸方向振動(dòng)最明顯，因此需要改進(jìn)風(fēng)機(jī)振動(dòng)測量位置，最好是把測量專用的探頭部件裝在軸流式送風(fēng)機(jī)器里面的軸承部件上。

2.2 離心式鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)軸向振動(dòng)處理措施

通過上面分析發(fā)現(xiàn)，引起振動(dòng)的主要原因是軸承外圈在支撐端蓋內(nèi)部卡住、不能隨意沿軸向移動(dòng)。因此最好的處置方式是重新調(diào)整軸承外圈和支撐端蓋的配合公差，確保軸承在軸向有調(diào)整空間?？刹捎盟蓜?dòng)端蓋和電機(jī)外部螺栓的方式，在縫隙里加入墊片，以此增加調(diào)整間隙。采用這種方式調(diào)整后，振動(dòng)情況得到解決。了解引發(fā)電機(jī)軸方向振動(dòng)的機(jī)理是特別重要的，在安裝修理電機(jī)的時(shí)候，需要關(guān)注軸承外圈和支持端配合公差。

2.3 給水泵軸向振動(dòng)處理措施

通過更換新的聯(lián)軸部件，同時(shí)重點(diǎn)改變軸向間隙，齒形聯(lián)軸器涂抹潤滑脂后，試運(yùn)行正常。從處理的方法法和過程看，這是一個(gè)很典型的，因?yàn)椴涣私恺X形聯(lián)軸器原理，而沒有及時(shí)維護(hù)保養(yǎng)導(dǎo)致出現(xiàn)的問題。在實(shí)際操作當(dāng)中只需要在機(jī)泵切換后，利用停泵的時(shí)機(jī)對齒形聯(lián)軸器進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，延長聯(lián)軸器齒的使用時(shí)間。確保設(shè)施安全穩(wěn)定運(yùn)行，延長使用時(shí)間，這也是設(shè)備管理人員的管理方向。

3 結(jié)語

盡管目前國內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)施軸向振動(dòng)還不是設(shè)備監(jiān)測的重要對象，但是設(shè)備制造廠家不能因?yàn)閲医y(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的缺失忽略了對軸向振動(dòng)問題的檢測。特別是對于設(shè)備管理人員來說，應(yīng)全面了解設(shè)備現(xiàn)狀，強(qiáng)化現(xiàn)狀檢測，提升設(shè)施可靠性和延長設(shè)備使用時(shí)間，更應(yīng)正確、科學(xué)地對待振動(dòng)故。