離心風機振動診斷與現場動平衡

摘要利用COMMTEST公司VB3000振動分析儀，對風機進行振動監測，通過頻譜分析、信號處理等方法作出振動異常部位嚴重程度的判斷以及故障原因的分析，最后提出排除故障的建議與措施。

關鍵詞風機振動 頻譜 故障診斷

中圖分類號:TH11文獻標識碼:A

1 概述

離心式料倉風機是部門的主要生產設備，一旦該風機出現故障引起停車，將對整個生產線造成很大影響。因此，工藝人員要格外關注此風機各項指標的變化，發現異常現象進行分析和處理、判斷及對故障原因的分析，并提出排除故障的建議與措施。

2 振動測試與分析

2.1 測試分析系統

測試分析系統圖如圖1所示。

圖1測試分析系統

(1)傳感器:CTC-AC102-1A加速度傳感器;(2)數據采集器:COMMTESTVB3000;(3)振動分析軟件:Ascent2006level3高級診斷系統。

2.2風機主要參數

(1)功率:31.5kW;(2)電機轉速:2986r/min;(3)風機轉速:3195r/min。

2.3風機測點布置

風機測點布置圖如圖2所示。

圖2測點布置圖

風機布置4個測點(圖2)，其中測點3和4為3個方向，即Horizontal水平、Vertical垂直和Axial軸向。

2.4 測試結果

料倉風機各測點振動數據如表1所示。

2.5診斷分析意見

(1)振動值的分析:從表1數據可以看出，整臺風機總體振動狀態均偏大，最大4H達到36.129mm/s，一般也在10～32mm/s左右，屬于超標運行。

表1料倉風機各測點振動總值

(2)振動頻譜分析:從所得到的頻譜中可以看出，所有測點的頻譜均在52.28Hz基頻左右，風機一階轉頻分量占總振動量的90%以上，電機端振動沒有出現明顯的故障特征頻率，且總振動值也不大。

(3)風機兩個軸承振動大的原因分析和判定:如圖2所示，該風機懸臂式，懸臂轉子可產生一階轉速頻率的軸向力，引起軸向振動，從振動數據上看，3A=18.302mm/s，4A=17.314mm/s，就說明這個現象。風機主轉速頻率占主要因素，說明風機存在轉子—葉片不平衡。從表1的數據也可以初步判斷，該風機的兩個軸承在這種較大能量的振動下，出現了故障。并且多次出現了基頻能量的倍頻及諧波頻率，可證實軸承已經出現故障。電機無明顯缺陷，高頻部分無明顯頻率分量，可排除電機影響。

(4)整改建議:①對風機轉子—葉輪現場做動平衡。②對風機測點3、4處的兩軸承進行更換。

2.6整改結果

由于生產的需要和現場工作條件的限制，不能馬上作現場動平衡，只有先對風機的軸承情況進行檢查，打開軸承蓋后，發現軸承內圈有明顯的磨痕，且保持架有松動的跡象，決定先更換軸承。表2是軸承更換后所測得的振動數據。

表2軸承更換后的振動數據

從表2可以明顯看出，更換軸承后振動降低了一些，其平均降幅達45%左右。但是從數據和頻譜上分析，主振源問題還是存在，3H、3A、4H、4A等測點的振動能量總值還是偏大，要從根本上解決振動超標，必須做現場動平衡。

3現場動平衡

(1)動平衡儀器:專業動平衡儀;速度傳感器2個;紅外光點基準信號;相位傳感鍵相計;反光貼紙。

(2)測點布置圖如圖3所示。

圖3測點布置圖示意

在Ⅰ支承和Ⅱ支承上各放一個速度傳感器，在相位光點處放一個相位傳感鍵相計。

(3)動平衡后的振動數據如表3所示。

表3動平衡后的振動數據

4結論與建議

(1)對主振動源風機轉子進行現場動平衡，效果十分明顯。從整體效果考察，振動總能量值從異常狀態下的3H=32.788降至2.92mm/s;3V=10.853降至3.49mm/s;3A=18.302降至3.11mm/s;4H=36.129降至3.16mm/s;4V=10.632降至2.82mm/s;4A=17.314降至4.05mm/s。

(2)風機振動異常根本原因是風機轉子有靜不平衡的存在，由于是懸臂結構，首先惡化外支承軸承，其次惡化風機端軸承，因此更換軸承也是必要的。

(3)運用各種狀態監測儀器對設備故障進行精密診斷，為檢修人員提供準確的指導，可以降低設備運行的安全風險，為穩定生產提供科學安全的保障。

(4)對這種形式的風機今后在運行過程中應定期加強跟蹤檢測，及時掌握運行狀態，了解設備劣化趨勢。