李環(huán)

摘 要：離心通風(fēng)機(jī)振動首先通過支撐的軸承箱表現(xiàn)出來，用手摸有明顯振感，測振儀測量振幅在0.08mm以上，常伴有摩擦、噪聲異音及軸承溫度升高等情況，并影響到關(guān)聯(lián)設(shè)備、引起共振，嚴(yán)重時或處理不及時，將造成動靜摩擦、軸承損壞、軸承箱地角斷裂，甚至飛車。本文針對某離心通風(fēng)機(jī)在運行過程中出現(xiàn)的振動超標(biāo)現(xiàn)象，對振動產(chǎn)生的原因進(jìn)行詳細(xì)分析，利用電機(jī)啟停檢測和頻譜檢測診斷出故障部位，并采取有效解決措施，保障了設(shè)備的正常安全高效運行。

關(guān)鍵詞：離心通風(fēng)機(jī)；振動超標(biāo)；頻譜檢測；現(xiàn)場動平衡校驗

1離心通風(fēng)機(jī)振動的原因分析

1.1風(fēng)機(jī)葉輪平衡不良。一般來說，不平衡產(chǎn)生基頻振動，不平衡可能在風(fēng)機(jī)葉輪或電機(jī)轉(zhuǎn)子，但考慮到通常風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子的質(zhì)量比電機(jī)轉(zhuǎn)子的質(zhì)量大，當(dāng)大轉(zhuǎn)子與小轉(zhuǎn)子連接在一起時，由于前者的振動具有轉(zhuǎn)高的能量，可以將后者激勵起來，而后者振動時則對前者影響較小，因此主要的根源很可能是在風(fēng)機(jī)一側(cè)。

1.2從理論上講，不平衡只能激發(fā)基頻振動，但這是建立在振動系統(tǒng)是線性系統(tǒng)的前提條件下，如果風(fēng)機(jī)軸承是滾珠軸承，容易呈現(xiàn)一定程度的非線性，對于非線性系統(tǒng)，不平衡不僅能激發(fā)基頻（與轉(zhuǎn)速同步的頻率）也能激發(fā)高頻（通頻）振動。因此只要將平衡調(diào)整好，各種頻率的振動都可降低。

1.3電機(jī)銅條斷裂。電機(jī)的工作原理是：磁力線切割轉(zhuǎn)子銅條，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，銅條中就有電流，電流與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用使銅條受到電磁力的作用。兩根對稱的銅條受到大小相等、方向相反的電磁力作用，合成為一個轉(zhuǎn)矩，如果銅條斷裂、則該銅條沒有電流通過，而對面的可通過端環(huán)與其它銅條形成閉合回路，仍有電流通過，當(dāng)改變風(fēng)門開度時，電于電流變化，必然引起電磁力和徑向力和變化，使振動突變。

1.4如果電機(jī)銅條雖然裂紋，但未完全斷開，在電機(jī)轉(zhuǎn)動過程中，裂紋部位的接觸時好時壞，這時通過的電流時大時小，振動就會表現(xiàn)出不穩(wěn)定。

1.5以上僅從振動的機(jī)理分析電機(jī)銅條斷裂，從其它方面觀察也存在如啟動過程中電機(jī)聲音異常、電機(jī)定子電流波動等表現(xiàn)。

1.6電機(jī)銅條斷裂是因為長期運行過程中振動偏高以及處理振動多次啟動的次要原因，更主要的是因為銅條與端環(huán)連接處焊接強度不夠。

離心通風(fēng)機(jī)振動的處理措施：①進(jìn)行風(fēng)機(jī)側(cè)葉輪的動、靜平衡。②檢查對輪對中情況及螺栓連接是否良好。③對電機(jī)銅條（與端環(huán)連接處）裂紋、斷裂處用銀焊修復(fù)或更換。④對電機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行平衡。⑤在風(fēng)機(jī)與電機(jī)連接狀態(tài)下對電機(jī)轉(zhuǎn)子作平衡。

2具體實例分析

某廠現(xiàn)有離心通風(fēng)機(jī)1臺，主要為制氧作業(yè)提供用風(fēng)。該風(fēng)機(jī)自從投產(chǎn)使用以來，各方面性能良好，但2年后在一次運行中突然發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)噪聲異常偏大，軸承座劇烈振動，其H方向振動速度已達(dá)8.7mm/s，超出運行機(jī)械ISO2372、ISO3945振動標(biāo)準(zhǔn)（7.1mm/s為警告值）。為了消除振動故障，采用BVM-100-2D振動數(shù)據(jù)采集器，對風(fēng)機(jī)端軸承的振動波形及頻譜進(jìn)行采集，深入分析原因，查出故障部位并及時解決。振動超標(biāo)，會使軸承溫度上升，磨損加劇，嚴(yán)重的還會使地腳螺栓斷裂，軸承箱體開裂，甚至?xí)谷~輪開裂和解體。

現(xiàn)場檢測過程：首先對離心通風(fēng)機(jī)進(jìn)行測點布置。振動數(shù)據(jù)采集器安置在電機(jī)1# 處進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，若振動為電磁原因引起，則當(dāng)啟動電機(jī)時，振動值將迅速增大；當(dāng)停閉電機(jī)時，振動值會迅速減小為0，且頻譜中尚未出現(xiàn)電源頻率。然而，通過振動數(shù)據(jù)采集器采集的數(shù)據(jù)得知，振動值隨轉(zhuǎn)速增大而逐漸增大，隨轉(zhuǎn)速減小而逐漸減小。顯然，該振動故障應(yīng)排除電磁原因。平衡前振動檢測數(shù)據(jù)：當(dāng)風(fēng)機(jī)運行到正常轉(zhuǎn)速1120r/min時，通過BVM-100-2D振動數(shù)據(jù)采集器檢測各測點（H、V、A3個方向）振動響應(yīng)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)端6# 處軸承H方向上的振動加速度、速度、位移各數(shù)值已超出正常范圍。檢測出風(fēng)機(jī)端6# 處軸承H方向的振動波形和頻譜變化趨勢，時域波形近似正弦曲線；振動相位比較穩(wěn)定，為同步正進(jìn)動；振動大小隨轉(zhuǎn)速增減而變化明顯；振動能量集中在1倍頻處（18.67Hz），有突出的峰值，高次諧波分量較小。依據(jù)以上風(fēng)機(jī)端6# 處軸承H方向振動波形及頻率的明顯特征，可判斷出該風(fēng)機(jī)振動超標(biāo)現(xiàn)象是由轉(zhuǎn)子不平衡造成的，屬于機(jī)械原因。

解決措施：考慮到安全生產(chǎn)的重要性，檢修人員需立即展開現(xiàn)場動平衡校驗工作?，F(xiàn)場動平衡校驗過程：①測點選擇：啟動風(fēng)機(jī)，運行穩(wěn)定后，選取軸承座H方向上的一點，其振動值變化最能反映不平衡量的大小，記為測試點M，用振動數(shù)據(jù)采集器測得振幅A0=190μm，風(fēng)門開度40%，記錄后停機(jī)。②根據(jù)本次振動情況、葉輪直徑和配重塊經(jīng)驗值（一般為M0=150～300g），取試加重塊質(zhì)量M0=180g。③打開檢查門，先對葉輪進(jìn)行除塵處理，再將葉輪前盤圓周3等分，分別記作A點、B點、C點。將試加重塊質(zhì)量M0=180g依次焊接于A點、B點、C點，并測M點振幅A1=202μm，A2=256μm，A3=228μm。④作圖：以葉輪前盤中心O為圓心，A0為半徑作圓，將圓3等分，分別記作A、B、C3點；以A、B、C3點為圓心，以A1、A2、A3為半徑作弧，3弧相交于E、F、G3點；再作出EFG型心D點，連接OD并延長與圓O交于H點，H點即配重點，測量長度LOD=32.46μm。⑤根據(jù)公式可計算出配重質(zhì)量：M配=M0A0/2LOD=180×190/（2×32.4）=526.8g式中，M配為配重質(zhì)量；M0為試加重塊質(zhì)量；A0為初始振幅值；LOD為測量長度值。⑥在風(fēng)機(jī)葉輪前盤圓周上找出實際H點位置，將配重塊質(zhì)量減少到470g，焊牢即可。⑦關(guān)閉檢測門，離心通風(fēng)機(jī)動平衡校驗結(jié)束。

平衡后振動檢測數(shù)據(jù)：當(dāng)風(fēng)機(jī)再次運行到正常轉(zhuǎn)速1120r/min時，通過BVM-100-2D振動數(shù)據(jù)采集器檢測出風(fēng)機(jī)端6# 處軸承H方向上的振動加速度、速度、位移各數(shù)值處于正常范圍內(nèi)。

3結(jié)語

經(jīng)過事后跟蹤，該風(fēng)機(jī)通過本次振動診斷與處理后，現(xiàn)場噪音值由原來的102DB降低到78DB左右，軸承溫度由70℃降低到32℃左右，風(fēng)機(jī)端軸承H方向振動速度由8.7mm/s降低到2.4mm/s左右，整臺風(fēng)機(jī)運轉(zhuǎn)正常，總體反映出對風(fēng)機(jī)葉輪進(jìn)行動平衡校驗后取得了不錯的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]韓非非，趙旭，席德科.多翼離心通風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場數(shù)值模擬[J]. 風(fēng)機(jī)技術(shù). 2008（03）

[2]張師帥，秦松江，仇生生.空調(diào)用多翼離心通風(fēng)機(jī)的模擬與分析[J]. 風(fēng)機(jī)技術(shù). 2009（05）

（作者單位：廣東省佛山市南方麗特克能凈科技有限公司）