引風機的振動故障分析及處理

張衛強

引風機的正常運行在冶金工廠的生產中是極為重要的，它關系到工廠的順利生產，如果引風機發生故障，輕至損害公共財產安全，嚴重的甚至會引發人身傷害事故。從實際設備管理經驗來看，風機振動數值往往是風機穩定運行的關鍵指標，通過定期測量振動數值并記錄，并對數值進行匯總分析，能夠判斷設備劣化趨勢，從而擇機檢修消除隱患能夠保證風機長期順穩運行。因此，分析引風機產生振動超差的常見原因，并找出相應的解決辦法，對保證引風機的正常運行具有重要意義。

1 引風機概述

引風機作為三大風機之一，其主要功能是產生電，促使設備能夠正常運轉。在引風機的工作過程中，經常會出現各種各樣的原因導致其受到損害，繼而加大負荷，嚴重的甚至會停止運轉，直接影響工廠生產率。在引風機的運轉過程中，如果發生故障，一般在這幾個方面會有所提示：引風機振動頻率不規律、引風機溫度過高、引風機噪聲突然變大等，這都代表引風機出現故障了，且原因不同，故障的角度也不同。但是由于工廠現場檢查設備不完善，檢查人員不具備專業技能手段，并不能第一時間檢測出引風機故障的真正原因。

2 引風機振動故障分析

2.1 軸承磨損老化

軸承老化磨損是引風機振動超差的一個常見原因。風機連續運行一段時間后，引風機軸承的間隙會逐漸變大。風機振動包括軸承的水平、垂直及軸向振動。從現場經驗來看，軸承間隙變大會使軸承的軸向振動增加，建議風機裝機后測量一下軸承安裝游隙，待設備振動值超差時再次拆檢風機軸承游隙，兩次數值進行比對，若游隙明顯增大，判定風機軸承老化的原因較大，需要更換軸承處理。風機振動檢測可以通過軸承在線振動測量裝置，檢測軸承振動數值的大小。檢測方法：根據待測機器的各種參數在軟件中建立數據庫，將數據庫導入便攜式振動數據采集儀，采集現場數據后再導入軟件進行分析。測點位置和方向：測點選在與軸承座聯接剛度較高的地方或箱體上，盡可能多的采集軸承外圈本身的振動信號為原則，如需定期巡檢，每次測點位置要一致，采集的數據才具有可比性；傳感器盡可能布置在載荷密度大的地方，以保證獲取盡可能大的軸承本身振動信號。利用振動分析軟件同時結合振動頻率的分布特點推斷找到故障具體點位，比如軸承保持架或者滾動體缺陷。

2.2 主軸和葉輪之間配合間隙增大

引風機主軸與葉輪之間配合間隙過大也會造成風機振動超差，主要原因是葉輪在制作加工過程中加工精度會有誤差，軸頭出現橢圓狀，導致配合接觸面不夠，原有的面接觸變成了點接觸或線接觸。另外，設備檢修時檢修班組人員對設備檢修期間為便于現場裝配會用細砂紙打磨主軸葉輪安裝位，打磨后導致主軸與葉輪之間過度配合間隙過大。筆者所在軋鋼廠引風機用于加熱爐排煙，主軸直徑180mm，葉輪軸孔與主軸緊力為0.01mm ～0.05mm。每次檢修更換軸承需要從風機主軸上拆卸葉輪，然后熱裝，對葉輪軸孔和主軸配合面造成一定的磨損，多次檢修會使配合面出現間隙，達不到主軸與葉輪孔的配合要求。

2.3 轉子動平衡出現失衡問題

還有一個比較常見的引風機振動失效原因是轉子質量失衡。加熱爐引風機抽取介質為爐內高溫燃燒后的廢氣，含有腐蝕性硫化物，會附著在葉輪表面，長時間運行后葉輪附著物逐漸增多，會影響葉輪動平衡，導致振動增加。

2.4 主軸彎曲

主軸彎曲更容易發生在長期停用的風機，由于風機長時間不運轉，且葉輪自重較大，在葉輪自重的作用下，主軸會發生輕微彎曲變形，轉子組高速旋轉后振動值會超差，此問題可以通過打表進行測量查找原因。

2.5 風機聯軸器對中不良

風機與電機之間為聯軸器聯接，用于傳遞轉矩，風機聯軸器對中不良為風機常見故障之一，風機的不對中故障是指風機電機兩轉子的軸心線與軸承中心線的不在一條直線上，發生對中不良現象后，會造成軸承磨損加劇，聯軸器彈性體異常磨損甚至切斷等故障停機，同時也會造成振動超差。

2.6 引風機葉片灰塵過多引起振動超標

引風機在實際運轉過程中，流動的氣體帶入葉輪后，旋轉的葉片和氣體之間在工作接觸面上做不到嚴絲合縫，所以氣體在葉片顧及不到的地方通過氣體流，會帶起旋渦，旋渦的流動導致了氣體的顆粒狀灰塵都堆積到了葉片的死角中，當這些灰塵積攢到一定程度時，就會影響引風機的正常運轉，葉輪的強甩力會把積攢的灰塵甩出。這些灰塵分布于葉片不同的死角處，灰塵積攢不均勻，葉輪承受的重量就不均勻，致使引風機振動頻率突然加大。傳統的解決辦法是在發現引風機振動頻率不正常后，馬上停止運轉狀態。負責檢修的人員將葉片上的灰塵清理干凈，但是這樣的做法是治標不治本，引風機再次運轉起來，還是會產生灰塵，再次影響振動頻率，這種處理方法不僅耗費人力，同時也存在安全隱患。

2.7 葉片磨損嚴重致使振動超標

磨損是引風機常見故障之一，引風機在運轉過程中，各部分零件之間會產生磨損。磨損過多就會導致設備溫度升高，其主要原因就是葉片磨損嚴重，致使振動超標，引起連環反應，嚴重的甚至會直接導致機器設備報廢。傳統的解決方法是及時更換磨損嚴重的葉片，但是磨損一直存在，不找到各部分零件運轉的平衡點，還是會引起振動超標。

2.8 風道系統異響引起的振動

引風機在運轉過程中除自身的正常振動外，還常常會受到其他因素影響，引起振動，這種振動稱為受迫振動。受迫振動往往加重機器負荷，引起異響。最常影響引風機振動的就是煙或風道的振動。尤其是鍋爐引風機，其在使用過程中受到風道影響，引起振動超標，繼而導致引風機出口處的擴散筒疏散供應不上，加重了擴散筒的負荷，帶起連鎖反應，最終引風機故障終止工作。

2.9 軸承損壞致使引風機振動超標

上文提到過中軸承磨損、老化，會引起振動超標。除此之外，軸承損壞所引起的振動超標問題更加嚴重。如果在引風機的安裝過程中，沒有將軸承安裝到位，或是在引風機的運轉過程中，沒有及時潤滑軸承，亦或是軸承使用壽命已到限卻沒有及時更換，這些都會導致軸承掉落、生銹、出現裂痕等等，最終導致引風機振動超標，發生故障。常規的解決辦法是，借助軸承振動測量器，通過測量振動的強烈、振動的位置等，推測出是哪種原因引起的軸承振動。軸承振動的原因有很多，所以測量出來的數據充滿了不確定性。為了測量準確，需要事先對每臺引風機的數據進行精準測量，記錄在冊。當引風機出現故障時，依據引風機的初始數據比對測量軸承振動頻率，在找到其具體原因、具體位置后，停止引風機運轉，用拉馬將損壞的軸承拔出來，甚至在很多時候，還要把整個引風機拆除。可以說，這樣的解決方法勞民傷財。

2.10 引風機軸承箱和電機箱安裝松懈引起振動

在大部分工廠中，引風機的軸承箱和電機箱多是安裝在水泥上，通過螺絲固定。但是由于多數工廠地面不夠平整，有一些小的坑坑洼洼，因此，在安裝軸承箱和電機箱時往往需要借助別的零件固定其位置，最常用的就是呈傾斜狀的不規則鐵塊。而且，軸承箱和電機箱中心高度不同，為使二者統一，往往需要在較低的下方增加鐵塊支撐踮起。但是由于這些踮腳鐵塊存在不固定性，所以極易導致電機箱及軸承箱傾斜滑倒，從而引發重大事故。

其次，由于這些踮腳鐵塊長期和電機箱及軸承箱表面接觸，會導致電機箱及軸承箱表面產生不同程度的磨損，磨損的增加同樣會加重電機箱及軸承箱表面的負荷程度，再加上引風機在工作過程中不可避免的一些振動，雙重壓力之下，電機箱及軸承箱的穩固程度會越來越差，從上到下、從里到外，振動無時無刻不在發生，嚴重時可導致引風機部分零件在強震動之下，飛出引風機，造成機器損壞乃至人員傷亡的重大事故。

3 引風機振動故障的處理方法

引風機的振動超差是引風機振動失效中常見的現象。引風機振動超差往往會引發一系列嚴重的設備故障問題。常見的問題包括軸承損壞、電機過流過載、傳動軸彎曲變形等。正是因為這些常見的問題，引風機的穩定運行就得不到保障。因此，對引風機振動故障的處理是十分必要的。根據引風機不同的故障原因，有目的有針對地分析解決，引風機的振動現象可以得到一定程度的控制，從而更高地保障引風機的正常運行，為工廠帶來收益。

3.1 軸承磨損老化的處理方法

軸承磨損老化是引起的振動超差的主要原因。常見軸承老化因素主要為潤滑油缺失或者潤滑油油質變壞，日常點檢重點關注潤滑油油位，標準為視油鏡的2/3 至3/4 位置。同時，潤滑油需要風機運行3 個月進行更換一次，保證潤滑油清潔。另外，檢修更換軸承備件后，軸承磨合24 小時需要停機更換潤滑油。這些措施能夠延長軸承使用壽命，當判定軸承老化后需要停機對軸承進行更換處理。

3.2 主軸和葉輪之間配合間隙增大的處理方法

現場采用主軸修復的辦法進行處理，需要將主軸與葉輪之間的配合位補焊后重新加工至要求的精度尺寸來保證主軸與葉輪之間的配合。

3.3 轉子動平衡出現失衡時的處理方法

通過前面的分析可知，葉片附著物是引風機過度振動的主要原因。引風機在實際運行過程中，葉片的轉動與氣體進入葉輪后的轉動存在角度差。正是由于這種角度差的存在，氣體會在葉片非工作面產生渦流。而正是因為這個漩渦，葉輪氣體中所含的灰顆粒會附著在非工作面的表面。隨著引風機運行時間的增加，氣體中攜帶的灰顆粒越來越多。當灰渣沉降達到一定數量時，會有大量的灰渣被葉輪的旋轉離心力拋出。這最終會導致葉輪的質量分布不平衡，從而引起引風機振動的增加。我們對這個問題的傳統解決辦法往往是引風機停止運行后，維修人員進入機殼清洗葉輪，清除葉片上的灰。這樣可以使葉輪的質量再次平衡，從而減少引風機的振動。但是這樣的維修缺點也是非常明顯的，即維護人員勞動強度大，同時，進入風機內部作業屬于受限空間易發生人身安全事故。在這里，我們提出了一種新的解決方案，我們嘗試制作了蒸汽噴槍，外接蒸汽管路，通過打開風機人孔，利用蒸汽噴槍對葉輪葉片清理，清洗過程中人工緩慢轉動主軸，可以逐個葉片進行清理作業。該方法最大的優點之一是可以避免維修人員進行風機內部作業，杜絕了有限空間作業發生人員窒息的可能。而且這種方法，而且清洗的效果很好，同時清洗效率很高。

3.4 避免主軸彎曲的處理方法

引風機在長期停用后可能發生主軸彎曲，可以定期手動盤車180°，我們制定了設備使用規程，備用風機每一個月切換一次，同時，備用風機每周手動盤車180°，通過制度約束，保證設備停用期間風機主軸不發生彎曲的問題。同時，對于風機轉動組備件存放也應該有相應管理要求，傳動組備件應該使葉輪水平放置在臺架上，風機主軸處于豎直方向，這樣避免葉輪自重對主軸產生作用力，保證備件存放過程中不發生變形。

3.5 聯軸器對中不良的處理處理方法

可以定期打表測量聯軸器同軸度的方式，來保證聯軸器對中良好。建議風機每年進行一次聯軸器同軸度檢測調整，同時，電機底座可以安裝頂絲，保證電機在運行過程中不發生移位，從而保證聯軸器同軸度對中良好。

3.6 引風機葉片振動超標的處理辦法

為節省人力物力財力，可采取這樣的辦法，在引風機內部靠近葉輪處安排一排小型噴嘴，安裝角度一定要經過嚴格的數據測量，保障噴嘴的安裝角度既不影響葉輪的正常運轉，同時又能與葉片的四角處形成對立面。并且，為保障引風機的正常運轉，噴嘴不在引風機工作時開啟。當引風機停止運轉時，將噴嘴的閥門打開，即刻清理葉輪之間的灰塵，在噴水時，導管與機器底部的沖灰水聯合，用沖灰水清洗。這種解決方法不僅節省了人力物力財力，同時也更加安全高效，也不會加重對葉片及葉輪的磨損。

3.7 葉片磨損嚴重引起的振動超標的處理辦法

解決葉片磨損最根本的辦法是處理好各零件之間的動平衡。在引風機停止工作的時候，進行動平衡實驗，找到各零件之間平衡點進行配平。可從以下步驟進行：第一是找到引風機的舌喉處，在舌喉和葉輪相對應的方向，手動增加一個孔門，孔門位置一定要和葉輪最外側的圓外邊緣最近，然后由專業人員從引風機外側操控內部。第二是引風機在運轉過程中產生振動異響后，立即停止機器，把孔門打開，由專業人員操控孔門重新配置平衡點，通過找到三個或四個參考點為基準，進行測重，找到質量不平衡的點。第三是在找到質量不平衡的點后，通過計算得出，該在此處做相應加法還是減法，以此來解決葉片磨損嚴重的根本問題。

3.8 風道系統振動異響的處理方法

決定引風機出口擴散筒的工作質量的重要零件是軸承座。軸承座的振動正常，擴散筒就可正常排送氣體，軸承座的負荷加大，擴散筒就會受到影響產生異響，影響引風機振動。因此，為了更好的平衡中軸承座和擴散筒之間的關系，可以在擴散筒的外端下方增加一個活支點，支點可以操控擴散筒依據排氣方向及排氣量，靈活改變上下方向。這樣，如果軸承座負荷加重時，就可以通過調整擴散筒的位置消除振動，確保引風機的正常運轉。

3.9 軸承損壞引起的振動超標的處理方法

在往常處理損壞的軸承時，通常用拉馬將其拉出，尤其在處理一些大型的引風機時，為了將軸承拉出，還有對引風機進行拆卸。對此，提出新的解決思路，軸承需要拉出，一定是損壞嚴重，不能使用了。為了節省人力，在不損壞引風機整體設備的情況下，強制拆除軸承。因為軸承已經損壞，沒有必要因為損壞的軸承而造成其他零部件的磨損。這種操作方法雖能節省人力，但對操作人員有極高的要求。在拆除軸承時，要先將連接軸承和引風機的蓋子小心拆除，然后利用千斤頂將主軸頂起來，將主軸與其他零件隔離開，再利用火焊烤炙損壞軸承，致使其從內部裂開。這樣在不損壞引風機其他部分的情況下，將軸承拆除，大大節省了人力。

3.10 引風機軸承箱和電機箱安裝固定的處理方法

首先是修整水泥地，不需要大動干戈，只需將固定軸承箱和電機箱的水泥地重新填補平整，增加地腳螺絲，加固其穩定性，并對澆筑好的地面進行打磨，確保電機箱和軸承箱在上方是穩定的。另外，可以專門為電機箱和軸承箱打造放置的架子，考慮到電機箱和軸承箱的材質特點，架子在材料的選取上以鋼為主，鋼管、鋼板的厚度一定要經過專門的數據測量。并且，鋼板和電機箱及軸承箱表面的接觸部分，添加特制涂層，保障鋼板與其表面的摩擦程度在可控范圍內。

在焊接鋼管時，要考慮到電機箱和軸承箱的中心位置不同，要在鋼架的設計上體現出來。在整體鋼架完成后，可將電機箱和軸承箱放置于上，并測量好其所占面積，在電機箱和軸承箱周圍加固鋼板，確保電機箱和軸承箱不會因為引風機的正常振動引起傾斜甚至滑落。

考慮到電機箱和軸承箱的工作性能，還可鋼架的內測上角設置排風系統，加快對電機箱和軸承箱的散熱，從而確保整個引風機能夠正常運轉。電機箱和軸承箱的固定腳架在設置初期會損耗一些人力物力，但一旦完成，將大大降低引風機的故障發生率。

4 結語

綜上所述，引風機振動超常是一種非常常見的故障類型，不同型號引風機振動超常的原因也不盡相同。但一般來說，引風機振動超常的原因是相似的。因此，針對這些原因，找到相應的解決方案，可以保證引風機的正常運行。引風機在冶金企業中起著非常重要的作用，因此，相關企業在對引風機進行管理時，一定要努力提高引風機的維護水平，從而最大程度地保證企業的正常運行。不難看出，隨著時代的變化，新的科技手段層出不窮，各相關企業在管理及維修引風機等設備時，也應該及時更新廠內人員的管理水平和維修手段，始終以嚴謹的態度對待工作，更好地推動企業前行。