引風(fēng)機(jī)風(fēng)-6振動(dòng)故障分析

俞培建 吳貞

摘要：我車間引風(fēng)機(jī)風(fēng)-6由于振動(dòng)過大造成抽力不足，不僅對(duì)生產(chǎn)連續(xù)化產(chǎn)生了影響、而且產(chǎn)生巨大的噪音對(duì)操作人員的身心健康及安全造成了不利的影響，為此， 車間于2015年10月聯(lián)合維修公司技術(shù)部對(duì)風(fēng)-6進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡校正、測(cè)試查找原因，最終通過葉輪校平衡、設(shè)備基礎(chǔ)加固解決了風(fēng)機(jī)振動(dòng)問題。

關(guān)鍵詞：風(fēng)機(jī); 振動(dòng); 分析

我車間引風(fēng)機(jī)風(fēng)-6（Y10-18ND 8D）位于框架結(jié)構(gòu)廠房四層樓頂，設(shè)備額定轉(zhuǎn)速2900r/min，流量11561m?/h，，出口壓力0.004MPa，功率90Kw，其工藝路線為：焙燒爐爐4、5中的熱煙氣通過風(fēng)-6抽提、與塔-2的物料經(jīng)過瞬間干燥并抽提，通過三臺(tái)旋風(fēng)，最終送入濕捕塔塔-4，凈化后的空氣從塔頂直排大氣。自2014年9月設(shè)備安裝以來通過測(cè)振發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)一直存在振動(dòng)過大的現(xiàn)象，最大振動(dòng)值達(dá)到過60mm/s。雖然風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子經(jīng)過拆卸進(jìn)行過動(dòng)平衡校正，振動(dòng)稍有減小，但總體仍然較大。通過現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡分析、查找原因最終解決了風(fēng)機(jī)振動(dòng)過大的問題。

1 平衡過程

風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速通過變頻電機(jī)控制，轉(zhuǎn)速范圍在900～2400轉(zhuǎn)。平衡采用單面動(dòng)平衡的方式，轉(zhuǎn)速選擇在1500rpm。原始振動(dòng)：一倍頻：33um，振動(dòng)高點(diǎn)343度。

根據(jù)試重計(jì)算公式得出試加重量為38g，根據(jù)高點(diǎn)位置343度選擇在其對(duì)角線方向163度加試重。加試重后振動(dòng)：一倍頻：3um，振動(dòng)高點(diǎn)不穩(wěn)定。

數(shù)據(jù)顯示平衡效果明顯，不再需要進(jìn)一步的加重計(jì)算，平衡完成。

1.1 存在問題

1500轉(zhuǎn)平衡完成后，隨著轉(zhuǎn)速進(jìn)一步的提升，發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)振動(dòng)值又開始增大，當(dāng)轉(zhuǎn)速提升至2000轉(zhuǎn)時(shí)，振動(dòng)達(dá)到200um，此現(xiàn)象不太符合剛性轉(zhuǎn)子振動(dòng)變化的規(guī)律。

1.2 振動(dòng)分析—啟停機(jī)測(cè)試

為了了解風(fēng)機(jī)振動(dòng)變化的規(guī)律，進(jìn)行啟停機(jī)測(cè)試。數(shù)據(jù)如下圖所示：

從圖1.1、圖1.2看出風(fēng)機(jī)軸承箱靠葉輪側(cè)水平方向轉(zhuǎn)速頻率振動(dòng)相位從0到2038轉(zhuǎn)的過程中，發(fā)生了200度的變化，垂直方向變化了92度。

水平方向顯示轉(zhuǎn)子系統(tǒng)經(jīng)歷了臨界轉(zhuǎn)速（固有頻率），垂直方向并未經(jīng)過。說明轉(zhuǎn)子系統(tǒng)若工作在大約1900轉(zhuǎn)以上時(shí)，其支撐狀態(tài)由剛性變?yōu)閾闲裕瑒t通過單面平衡無法對(duì)撓性狀態(tài)進(jìn)行平衡，必須進(jìn)行雙面動(dòng)平衡才有可能進(jìn)行平衡。通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際條件觀察，也不具備進(jìn)行雙面平衡的條件，故現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡無法繼續(xù)進(jìn)行。

通過聯(lián)系西安風(fēng)機(jī)廠的有關(guān)技術(shù)人員得知，該型號(hào)的風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速就是2900轉(zhuǎn)，但具體其轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速是多少廠家也并不清楚。

1.3 振動(dòng)分析—錘擊測(cè)試

為了研究轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的固有頻率問題，對(duì)風(fēng)機(jī)軸承箱等部位進(jìn)行錘擊實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)如下圖所示。

通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在風(fēng)機(jī)軸承箱處敲擊得到的固有頻率34Hz（2020轉(zhuǎn)）與水平方向發(fā)生最大振動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)速1922轉(zhuǎn)較為接近，說明轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的狀態(tài)改變與軸承箱支撐系統(tǒng)的固有頻率激發(fā)有關(guān)。

2 動(dòng)平衡分析結(jié)論

裝置開工時(shí)，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2400轉(zhuǎn)，高于基礎(chǔ)整體結(jié)構(gòu)的固有頻率1900轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子系統(tǒng)處于撓性狀態(tài)，故單面平衡效果變差，振動(dòng)較大，并且雙面平衡無法實(shí)施。開工正常后，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1800轉(zhuǎn)，接近基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的固有頻率，所以振動(dòng)較大。將對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行如下改進(jìn)：

（1）對(duì)風(fēng)機(jī)及電機(jī)的基礎(chǔ)進(jìn)一步加固，提高剛度，以減小風(fēng)機(jī)在任意轉(zhuǎn)速下的振動(dòng)。基礎(chǔ)加固后，根據(jù)振動(dòng)情況，可再次嘗試進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)單面動(dòng)平衡。

（2）裝置開工時(shí)，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2400轉(zhuǎn)，由于高轉(zhuǎn)速下風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)處于撓性狀態(tài)，且無法進(jìn)行雙面動(dòng)平衡，只能通過加固基礎(chǔ)，提高基礎(chǔ)的剛度，減小振動(dòng)。

（3）裝置開工正常后，盡量保持風(fēng)機(jī)工作轉(zhuǎn)速在1500轉(zhuǎn)以下，以遠(yuǎn)離基礎(chǔ)共振區(qū)域，減小振動(dòng)。

3 加固后分析

我車間風(fēng)6基礎(chǔ)框架經(jīng)過加固后，于2015年11月27日上午進(jìn)行試車，試車過程及數(shù)據(jù)如下。

3.1 啟停機(jī)分析

風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速從0轉(zhuǎn)逐步提升到2400轉(zhuǎn)，升速過程的波德圖如下所示。

從圖1、圖2看出風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速頻率振動(dòng)相位對(duì)比0轉(zhuǎn)和2400轉(zhuǎn)兩個(gè)點(diǎn)時(shí)，水平發(fā)生了30度的變化，垂直則變化了44度，兩個(gè)轉(zhuǎn)速節(jié)點(diǎn)并未像之前發(fā)生很大變化。另外發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)整體支撐系統(tǒng)在1500轉(zhuǎn)附近存在一個(gè)固有頻率，但由于基礎(chǔ)剛度較大，并未激發(fā)出較大的振動(dòng)值。

3.2 錘擊測(cè)試

為了研究轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的固有頻率，對(duì)風(fēng)機(jī)軸承箱部位進(jìn)行錘擊實(shí)驗(yàn)。

通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，基礎(chǔ)加固后，風(fēng)機(jī)軸承箱處低頻部分固有頻率發(fā)生改變，原來的34Hz、60Hz已經(jīng)消失，新出現(xiàn)的固有頻率為25Hz和28Hz，但是由于基礎(chǔ)剛度較大，兩個(gè)頻率激發(fā)很不明顯。

3.3 頻譜分析

風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速2400轉(zhuǎn)時(shí)，風(fēng)機(jī)軸承箱測(cè)點(diǎn)振動(dòng)值（mm/s）如下所示：

驅(qū)動(dòng)側(cè)：H：4.17，V：4.42，A：2.46

葉輪側(cè)：H：3.76，V：2.53，A：2.85

結(jié)論：1、基礎(chǔ)改造加固后（鋼板厚度有8mm更換為20mm），風(fēng)6試車運(yùn)行狀態(tài)良好，風(fēng)機(jī)軸承箱最大振動(dòng)值為4.4mm/s，運(yùn)行平穩(wěn)。2、基礎(chǔ)框架在1500～1600轉(zhuǎn)附近存在共振頻率，但是由于基礎(chǔ)剛度較大，振幅并不明顯。低速運(yùn)行時(shí)，可將轉(zhuǎn)速避開此范圍。3、通過現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行動(dòng)平衡校正，使風(fēng)機(jī)可以在高轉(zhuǎn)速下進(jìn)行測(cè)試，解決了風(fēng)機(jī)動(dòng)平衡在機(jī)器上低轉(zhuǎn)速校正不準(zhǔn)的問題。4、風(fēng)機(jī)振動(dòng)過大的現(xiàn)象解決，保證了生產(chǎn)連續(xù)化和人員及設(shè)備的安全。