電機振動頻譜分析與處理

呂慶斌

1.概述

2011年年初，濟鋼能源動力廠7號D1170高爐鼓風機驅動電機軸承振動逐漸增大，影響設備的安全穩定運行。該電機為YK3500-2型3500kW異步電機，轉速2880r/min，兩端軸承都為球面滑動軸承。經監測記錄，軸承振動速度在6個月內由2.3mm/s逐漸增至6.5mm/s。電機與增速箱小齒輪通過彈性膜片聯軸器連接，小齒輪側軸承振動基本正常，機組其余軸承振動變化不大（表1）。

2.振動分析

（1）初步分析

經觀察，電機底座為16mm厚鋼板焊接，并用快速灌漿料灌制底座，結構比較合理，基礎強度能夠達到要求。測量發現，電機地腳處振幅最大為0.012mm，底座靠近電機處振幅都未超過0.01mm。由此，底座剛度和基礎松動引起振動的可能較小。

表1 電機及小齒輪軸承振動情況 mm/s

該電機兩端軸承為球面軸承，球面軸承具有一定自動調心、減振功能，而且對近期檢修記錄進行檢查發現，電機測點1、測點2的軸承間隙、緊力都在技術標準范圍內，軸承間隙分別為0.27mm、0.29mm，軸承壓緊力分別為0.02mm、0.01mm，因此軸承本身引起振動的可能性較小。

電機與小齒輪連接使用彈性膜片聯軸器，承受不對中能力較強，具有一定的減振、降噪能力。但分析發現，聯軸器本身較長（1200mm），從而造成找正時找正桿撓度影響較大，有可能產生一定的找正偏差，因此中心偏差可能是造成振動的一個因素。

（2）頻譜分析

分別測取4個軸承的振動頻譜，并對振動最嚴重的電機非負荷端水平軸振動頻譜（圖1）進行分析。

從振動頻譜圖上可以看出，50Hz為電機轉速1倍頻，振動峰值為6.9mm/s，為振動主要成分；100Hz為電機轉速2倍頻，振動峰值為3.4mm/s，為振動次要成分；150Hz以后振動峰值較小，對振動的影響不大。根據頻譜原理分析，1倍頻振動可能為旋轉體不平衡造成，2倍頻振動可能為中心對中不良造成，電機轉子不平衡及中心對中不良是檢修處理的重點。

3.振動處理及效果

借高爐休風機會，對電機進行了針對性的檢修。將電機轉子抽芯、清灰后，校正轉子動平衡，平衡結果見表2。

電機轉子復裝就位后，根據相關資料消除撓度對找正的影響后，對電機與增速箱小齒輪對中進行了檢查、調整及處理（表3）。

電機檢修后聯動試車，兩端軸承處振動值大幅減小（圖2），振速2mm/s左右，減速箱風機振動正常。從頻譜圖2可看出，1倍頻、2倍頻振動峰值都下降至優良指標，說明該電機振動處理措施準確、有效。

表2 校正前后數據（平衡轉速750r/min）

表3 對中前后數據 mm