動平衡儀在轉爐一次除塵風機中的應用

王平剛　張翼斌

摘要：采用動平衡儀能夠較好的在線檢修，避免轉子不平衡后風機解體更換車專子，轉子下線做動平衡，操作簡單方便，大大節省了檢修時間，取得很好的效果。

前言

轉爐在煉鋼過程中產生大量的高溫煙塵，飛機輸送介質中含有大量的固體顆粒和水分，溫度較高，風機葉輪轉速高。在運行過程中，對葉輪的腐蝕和沖刷嚴重，導致葉輪不平衡，產生振動，軸瓦振幅超標時需要進行檢修。可用多通道數據采集故障診斷系統即動平衡儀，在線對葉輪做動平衡。在線做動平衡無需拆除葉輪，檢修時間短，勞動強度低，可以很好的處理葉輪失衡不嚴重的情況。操作簡單實用，可大大提高設備的使用效率，起到很好的作用。

1.風機系統簡介

我廠4#轉爐風機為單吸式葉輪，葉輪直徑1_6米，單重1.491t，驅動電機710kW。風機正常運行轉速2400rpm。滑動軸承振幅控制范圍2.1mm/s內為提示值，7.8mm/s為報警值，振幅超過11mm/s，風機自動停車。滑動軸承振幅值是風機運行是否正常運行的重要參數。 2.風機故障現象 4#風機于2013年2月21日更換轉子。同心度上下偏差O.06mm，左右偏差0.04mm.前軸瓦振幅0.2mm/s，后軸瓦振幅0.1mm/s，轉速2400rpm。風機振幅超標時，及時清理葉輪積泥。11月1日風機前軸瓦振幅1.7mm/s，后軸瓦振幅為1.O mm/s，.清理完積泥后前軸瓦振幅5.0ⅡIⅢ/s，后軸瓦振幅為2.6 mm/s，影響生產，2日又清理積泥，前軸瓦振幅8.OⅡI『口/s，已不具備生產條件。

3.故障診斷

（1）利用轉爐檢修時間，未關閉風機進口盲板閥門，帶系統進行檢查。

（2）采用多通道數據采集故障診斷系統，即動平衡儀檢測。利用系數平衡法，檢測轉速，前軸振幅，后軸振幅三個參數。

（3）動平衡儀設置完畢，開啟風機低速1900rpm，高速2100rpm。 轉子工作頻率F=V/T=2100/60=35Hz。幅值譜顯示只有一個波峰位于頻率50Hz處。相位譜圖基本不變。風機前軸瓦振幅3.5mm/s，后軸振幅1.7mm/s。振動頻率在1倍頻時為轉子失衡，此時位于約1_5倍處。

初步診斷結果為：軸承間隙過大，或軸承故障。需要做進一步檢查。

4.檢修措施

（1）檢查各部地腳螺栓，發現電機地腳螺栓，欲緊力不夠。其它各部螺栓未見松動。

（2）檢查同心度，百分表座位于轉子側，表在電機聯軸器上，檢查發現徑向上下偏差O.69mm，左右偏差0.05mm，需要調整同心度。調整后徑向上下偏差0.Olmm，左右偏差0.04mm，軸向上下偏差0.05mm，左右偏差O.02mm。

（3）檢查軸瓦。稀油潤滑良好，上瓦兩側有20mm兩側磨平，下瓦有30*60mm磨平，推力塊處30mm處磨平，利用柳葉刮刀修復。測量頂間隙：0.23mm，側間隙為0.12mm。查表2，符合要求。

滑動軸承頂間隙a=D（0.081.5）/1000（ⅡI『口）式中，D為軸徑公稱直徑，單位『ⅡⅡI。側間隙約為頂間隙一半。

（4）風機試運行。低速設定1900rpm，前軸瓦振幅為1_2mm/s，后軸瓦振幅為1_Omm/s。高速設定2100rpm。前軸瓦振幅為2.8mm/s，后軸瓦振幅為1.5mm/s。振幅未達到要求，排除同心度和軸瓦影響因素后，需要在線做動平衡。 5.在線做動平衡

（1）常用術語

平衡等級G（ⅢⅢ/s）由許用不平衡度e（微米）與轉子最高工作角速度（I）（tad/s）之積用1000除所得的值：G=（I）.e/1000

（2）架設好設備，打開動平衡儀軟件，設置好參數（如表1）。計算機算出試重塊最大重量153.225g，取整數部分接近值。制作試重塊。公式.m L*B*H*p，m為質量，p為鋼板密度（固定值7.8g/cm3），L為鋼板長度，B為鋼板寬度，H為鋼板厚度（固定值lOmm或8mm）。試重塊取150g，根據公式m=L{B州}p

L術B_1Ⅱ/（H術p）

L*B=150/（1.7.86）=19.23cm2=1923衄Il 2 L可選用40ram，B可選用48ram.

（3）打開風機殼上的檢查孔，焊工將試重塊焊在葉輪邊緣，點焊但要保證風機在2100rad/min時不至于掉落。封上檢查孔，開啟風機，點擊動平衡儀畫面“開始”測量按鈕。當風機轉速達到2100rpm時，點擊畫面“保存”按鈕，停止風機運行。點擊畫面“下一步”。計算機算出加配重量187.560g，配重角度68.25。。制做配重，方法同制作試重塊。配重塊尺寸：52mm*45mm*lOmm。

（4）焊配重塊。轉子轉動角度的確定，因角度不易測量，所以需將角度轉算為圓周上的弧長，換算公式： 弧長=角度68.25*單位角度弧長=68.25～（1600～3.14÷360）

=952.5mm。

轉子轉動方向的確定。因為風機為左旋，配重角度為負時，從電機側看，逆時針轉動轉子。

（5）切割掉試重塊。封上人孔，起動風機試車。前軸瓦振幅O.8mm/s，后軸瓦振幅0.6mm/s。振幅下降明顯，風機恢復使用。

6.結論

風機振幅超標時，高壓清洗葉輪，用動平衡儀進行初步檢查，判斷為轉子不平衡時，可以直接在線做動平衡，如振幅頻率分布廣，相位變化較大時，需要進一步檢查，依次為檢查風機和電機各部地腳螺栓是否松動，同心度是否達到要求，軸瓦是否損壞，排除此三項因素后，可在線做動平衡，取得很好的經濟效益。

參考文獻

[1]濮良貴.機械設計[M].北京：高等教育出版社，1989.