現(xiàn)場修復(fù)大型離心式風(fēng)機(jī)動平衡技術(shù)的研究及應(yīng)用

作者信息：果志華（1986—），男，河北省唐山人，助理工程師，本科學(xué)歷，從事機(jī)械系統(tǒng)維護(hù)及管理工作。

摘 要：針對離心式風(fēng)機(jī)振動超標(biāo)的原因進(jìn)行了分析，介紹了常見幾種振動波形的判斷及處理方法。詳細(xì)介紹了現(xiàn)場動平衡修復(fù)過程中的注意事項，并通過實例介紹了現(xiàn)場風(fēng)輪修復(fù)方法。近半數(shù)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備中所發(fā)生的振動是由旋轉(zhuǎn)的零部件的不平衡所造成的。如何消除旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備零部件的不平衡是制造廠家與使用維修部門的重要工作之一。

關(guān)鍵詞：風(fēng)機(jī)；振動；頻譜分析；動平衡；現(xiàn)場修復(fù)

中圖分類號： TQ 440. 5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）04（a）-0000-00

冶金企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境粉塵大、溫度高，葉輪的不均勻磨損和粉塵粘結(jié)是造成風(fēng)機(jī)葉輪不平衡的主要原因。特別是為了節(jié)省葉輪，通常通過在葉輪上噴焊鈷包碳化鎢的方法延長其壽命，但噴焊后也需找平衡。

1 風(fēng)機(jī)平衡的要求

旋轉(zhuǎn)機(jī)械的零、部件平衡校正分為靜平衡和動平衡校正兩種，一個零件需做靜平衡還是動平衡校正，取決于旋轉(zhuǎn)零件的轉(zhuǎn)速（n）和零件的厚度（L）與零件的直徑（D）之比（L/D），如圖1所示。在圖1中，a線下方為靜平衡適用范圍，b線上方為動平衡適用范圍。在a線與b線之間的區(qū)域?qū)τ谥匾O(shè)備需做動平衡校正。一般的通風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)的葉輪僅做靜平衡就可以滿足要求。

圖1 靜平衡與動平衡分界

2 現(xiàn)場修復(fù)風(fēng)機(jī)動平衡步驟

2.1 判斷風(fēng)機(jī)振動的故障分析

2.1.1 振動值測量分析

對風(fēng)機(jī)驅(qū)動側(cè)及非驅(qū)動側(cè)軸承座軸向、垂直徑向、水平徑向的振動值進(jìn)行測量并比較：a） 如果軸承座軸向振動值較大，可判定振動是由聯(lián)軸器同軸度誤差較大或其它原因引起，可排除動平衡因素影響；b） 如果軸承座的垂直徑向振動值較大，可判定振動是由軸承間隙過大或地角螺栓松動引起，可排除動平衡因素影響；c） 如果軸承座的水平徑向振動值較大，振動可能是由風(fēng)輪動不平衡因素影響，需進(jìn)行頻譜分析。

2.1.2 水平徑向振動頻譜分析

下面為三種常見的波形，本文分別對其進(jìn)行頻譜分析：a）一倍頻主頻，二倍頻為輔頻或二倍頻幾乎為零?？膳卸L(fēng)機(jī)動不平衡，可進(jìn)行動平衡修復(fù)來減小其振動；b）二倍頻主頻，一倍頻為輔頻或與二倍頻相差不大。可判定聯(lián)軸器對中誤差太大，需重新找正；c）三倍以上高倍頻主頻，一倍頻和二倍頻很小或幾乎為零。可判定軸承損壞。

2.2 對風(fēng)輪進(jìn)行補(bǔ)焊處理

確定需要進(jìn)行動平衡修復(fù)后，應(yīng)對風(fēng)輪磨損情況進(jìn)行檢查，如磨損量較大，要對其襯板、螺栓進(jìn)行加固處理，防止動平衡修復(fù)后，短時間內(nèi)襯板或螺栓脫落再次引起動不平衡。如風(fēng)輪是機(jī)翼式鏤空葉片，需對葉片頂端焊縫仔細(xì)檢查，如有開焊或焊縫磨漏，該葉片內(nèi)部可能已經(jīng)有積灰，必須對該縫隙進(jìn)行封堵，防止在動平衡修復(fù)過程中，由于積灰脫落而影響計算的精度，也防止在動平衡修復(fù)后，由于葉片之間的積灰量不同而再次引起動不平衡。

2.3 修復(fù)風(fēng)輪靜平衡

風(fēng)輪補(bǔ)焊修復(fù)后，其重心可能偏離旋轉(zhuǎn)中心很遠(yuǎn)，如此時運轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)進(jìn)行修復(fù)動平衡試驗，可能會由于振動值過大而引起風(fēng)機(jī)不能正常運轉(zhuǎn)或造成軸承座損壞。所以在運轉(zhuǎn)前需對風(fēng)輪進(jìn)行簡單的靜平衡修復(fù)，從而來保證振動值不會嚴(yán)重超標(biāo)。

2.4 利用動平衡儀對風(fēng)輪進(jìn)行動平衡修復(fù)

使用動平衡儀現(xiàn)場做平衡方法有兩種：單面法和雙面法。只需要在一個校正平面內(nèi)進(jìn)行平衡校正的方法稱單面法；必須在兩個校正平面內(nèi)進(jìn)行平衡校正的方法稱雙面法。

3 現(xiàn)場修復(fù)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子動平衡案例

我公司出鐵廠除塵風(fēng)機(jī)為遼寧金豐鼓風(fēng)機(jī)有限公司生產(chǎn)，型號為離心鼓風(fēng)機(jī)Y4-2X73No.24F。2014年11月，煉鐵廠出鐵廠除塵風(fēng)機(jī)振動值超標(biāo)，達(dá)到12mm/s，風(fēng)機(jī)已不能正常運轉(zhuǎn)。經(jīng)檢測，發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)軸承座水平徑向振動值較大，頻譜分析發(fā)現(xiàn)一倍頻是主頻，于是決定進(jìn)行動平衡修復(fù)。

檢查風(fēng)輪，發(fā)現(xiàn)其葉片表面襯板磨損量不是太大，但鏤空葉片的頂部焊縫磨漏約5mm寬的縫隙，是由于葉片內(nèi)部積灰而引起的動不平衡，但無法用電焊簡單修補(bǔ)，決定增加U形襯板封堵縫隙并保護(hù)葉片不再繼續(xù)磨損。襯板焊接完畢后，為防止風(fēng)機(jī)振動過劇，進(jìn)行了一次靜平衡修復(fù)。運轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)，測量雙側(cè)軸承座振動參數(shù)：A） 12.6mm/s，206°；B） 10.5mm/s，35°；Speed-740rpm?？梢钥闯觯瑑蓚?cè)振動值相差不大，但振動相位角相差很大，需選擇雙面法進(jìn)行動平衡修復(fù)。通過公式計算得知該風(fēng)輪的試配重應(yīng)為563g，在風(fēng)輪驅(qū)動側(cè)大盤焊接530g配重鐵塊（焊條約需33g）。

運轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)測得數(shù)據(jù)：A） 10.3mm/s，226°；B） 9.5mm/s，39°；Speed-740rpm?？梢钥闯?，風(fēng)機(jī)振動值明顯下降，所以選擇不去除當(dāng)前配重，繼續(xù)在風(fēng)輪非驅(qū)動側(cè)大盤焊接第二塊配重鐵塊，重量及焊接角度均與第一塊相等。

運轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)后測得數(shù)據(jù)：A） 10.9mm/s，226°；B） 11.5mm/s，39°；Speed-740rpm。不去除試配重，直接計算所需的準(zhǔn)確配重，得到數(shù)據(jù)如下：A） 2432kg，22°；B） 982kg，215；Speed-1000rpm。根據(jù)數(shù)據(jù)，選擇2432g（包括焊接所需的焊條重量）配重鐵塊焊接在風(fēng)輪驅(qū)動側(cè)大盤上，焊接位置為以第一塊試配重為零點，逆轉(zhuǎn)向22°；選擇982g（包括焊接所需的焊條重量）配重鐵塊焊接在風(fēng)輪非驅(qū)動側(cè)大盤上，焊接位置為以第二塊試配重為零點，逆轉(zhuǎn)向215度。

運轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)檢驗動平衡修復(fù)效果，測得數(shù)據(jù)：A）1.5mm/s，165°；B）1.8mm/s，98°。由數(shù)據(jù)看出：風(fēng)機(jī)驅(qū)動側(cè)軸承座振動值為1.5mm/s，非驅(qū)動側(cè)軸承座振動值為1.8mm/s，已完全符合該風(fēng)機(jī)運轉(zhuǎn)標(biāo)準(zhǔn)，此次動平衡修復(fù)是成功的。

4 結(jié)論

通過對大型離心式風(fēng)機(jī)現(xiàn)場動平衡修復(fù)的研究和實際應(yīng)用，效益非常顯著，對煉鐵廠乃至集團(tuán)公司都是一項成功的技術(shù)實踐，可得到很好的應(yīng)用，應(yīng)予推廣和執(zhí)行。

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