王衛(wèi)東

摘 要：文章分析了A型懸臂式風(fēng)機(jī)的振動(dòng)故障產(chǎn)生原因及其特征，并結(jié)合三門(mén)峽華陽(yáng)發(fā)電有限責(zé)任公司火檢風(fēng)機(jī)振動(dòng)故障的檢修經(jīng)歷，深入探討分析了地腳不平對(duì)振動(dòng)的影響，為同類(lèi)型設(shè)備應(yīng)用中振動(dòng)故障分析提供了方向。

關(guān)鍵詞：A型懸臂式；風(fēng)機(jī)；振動(dòng)；地腳不平

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ050.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）26-0066-02

Abstract： In this paper， the cause and characteristics of vibration fault of A-type cantilever fan are analyzed. Based on the maintenance experience of vibration fault of fire check fan in Sanmenxia Huayang Power Generation Co.， Ltd.， the influence of uneven ground foot on vibration is discussed and analyzed in depth， which provides a direction for vibration fault analysis in the application of the same type of equipment.

Keywords： A-type cantilever； fan； vibration； uneven foot

引言

A型懸臂式風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)葉輪無(wú)軸承，直接裝在電動(dòng)機(jī)軸上，風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速相同。此類(lèi)型結(jié)構(gòu)適用于介質(zhì)無(wú)特殊要求的小型通風(fēng)機(jī)。風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，機(jī)體小，成本低、檢修方便，因此被很多火力發(fā)電廠采用。目前三門(mén)峽華陽(yáng)發(fā)電有限責(zé)任公司有近三十臺(tái)此類(lèi)型風(fēng)機(jī)在役。

風(fēng)機(jī)型式如圖1所示：

此類(lèi)風(fēng)機(jī)運(yùn)行中，最突出的一個(gè)故障問(wèn)題是振動(dòng)容易增大。

A型懸臂式風(fēng)機(jī)振動(dòng)產(chǎn)生的原因歸納起來(lái)主要有以下幾點(diǎn)：

1 電機(jī)軸承異常引起振動(dòng)

1.1 軸承裝配不良的振動(dòng)

如果軸頸或軸肩臺(tái)加工不良，軸頸彎曲，軸承安裝傾斜，軸承內(nèi)圈裝配后造成與軸心線不重合，使軸承每轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生一次交變的軸向力作用，滾動(dòng)軸承的固定圓螺母松動(dòng)造成局部振動(dòng)。其振動(dòng)特征為：振動(dòng)值以軸向?yàn)樽畲?，振?dòng)頻率與旋轉(zhuǎn)頻率相等。

1.2 滾動(dòng)軸承表面損壞的振動(dòng)

滾動(dòng)軸承由于制造質(zhì)量差、潤(rùn)滑不良、異物進(jìn)入、與軸承室的間隙不合標(biāo)準(zhǔn)等，會(huì)出現(xiàn)磨損、銹蝕、脫皮剝落、碎裂而造成損壞后，滾珠相互撞擊而產(chǎn)生的高頻沖擊振動(dòng)將傳給軸承座，把加速度傳感器放在軸承座上，即可監(jiān)測(cè)到高頻沖擊振動(dòng)信號(hào)。這種振動(dòng)穩(wěn)定性很差，與負(fù)荷無(wú)關(guān)，振動(dòng)的振幅在水平、垂直、軸向三個(gè)方向均有可能最大，振動(dòng)的精密診斷要借助頻譜分析，運(yùn)用頻譜分析可以準(zhǔn)確判斷軸承損壞的準(zhǔn)確位置和損壞程度。

2 葉輪動(dòng)不平衡

在現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生的軸承振動(dòng)中，屬于轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡的振動(dòng)占多數(shù)。造成轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡的原因主要有：葉輪磨損不均勻或腐蝕；葉片表面有不均勻積灰或附著物（如鐵銹） ；主軸局部高溫使軸彎曲；葉輪檢修后未找平衡；葉輪強(qiáng)度不足造成葉輪開(kāi)裂或局部變形；葉輪上零件松動(dòng)或連接件不緊固。轉(zhuǎn)子不平衡引起的振動(dòng)的特征：（1）振動(dòng)值以水平方向?yàn)樽畲?，而軸向很??；（2）振幅隨轉(zhuǎn)數(shù)升高而增大；（3）振動(dòng)頻率與轉(zhuǎn)速頻率相等；（4）振動(dòng)穩(wěn)定性比較好，對(duì)負(fù)荷變化不敏感。

3 基礎(chǔ)松動(dòng)

對(duì)于此類(lèi)小型風(fēng)機(jī)，基礎(chǔ)通常使用角鋼做成，地腳臺(tái)板厚度大多是3mm-5mm，基礎(chǔ)剛性差，基礎(chǔ)安裝位置也可能在鋼格柵或鋼梁上，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行容易引起振動(dòng)，振動(dòng)主要表現(xiàn)在垂直方向，水平和軸向振動(dòng)變化不明顯。針對(duì)此類(lèi)問(wèn)題，最直接的辦法就是加固地基。

4 地腳不平

對(duì)于大型風(fēng)機(jī)來(lái)說(shuō)，基礎(chǔ)剛性和臺(tái)板水平度都要求比較高，基建時(shí)地基都經(jīng)過(guò)二次澆筑和找平，安裝時(shí)都會(huì)進(jìn)行聯(lián)軸器找中心，很少會(huì)出現(xiàn)地腳不平引起振動(dòng)現(xiàn)象。但對(duì)于此類(lèi)懸臂式小型風(fēng)機(jī)，由于重要程度相對(duì)較低，又不需要電機(jī)找中心，因此地腳不平現(xiàn)象在很多電廠都會(huì)存在，也最容易被大家忽略，為檢修工作的設(shè)備故障判斷帶來(lái)影響。振動(dòng)現(xiàn)象表現(xiàn)為電機(jī)垂直和軸向振幅、振速同步增大或降低。消除這一問(wèn)題的關(guān)鍵就是每次檢修后復(fù)查電機(jī)地腳水平度。

下面結(jié)合三門(mén)峽華陽(yáng)發(fā)電有限責(zé)任公司2號(hào)爐火檢風(fēng)機(jī)檢修過(guò)程重點(diǎn)探討地腳不平對(duì)振動(dòng)的影響。

火檢風(fēng)機(jī)設(shè)備參數(shù)（如表1）：

三門(mén)峽華陽(yáng)發(fā)電有限責(zé)任公司2號(hào)機(jī)組于1995元月份投產(chǎn)。2號(hào)爐火檢風(fēng)機(jī)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)周期運(yùn)行后，電機(jī)振動(dòng)嚴(yán)重，振動(dòng)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值達(dá)到15絲，嚴(yán)重危及安全生產(chǎn)。經(jīng)設(shè)備停運(yùn)檢查，葉輪處無(wú)積灰、無(wú)葉輪動(dòng)不平衡問(wèn)題、電機(jī)空試振動(dòng)合格，軸承聲音、溫度正常。經(jīng)過(guò)認(rèn)真檢查分析，發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)電機(jī)安裝基礎(chǔ)是廠家用30mm×4mm角鋼制成，基礎(chǔ)剛性差。為了增加臺(tái)板剛性，檢修中將臺(tái)板更換為厚度8mm的鋼板，用50mm×4mm角鋼焊制基礎(chǔ)，然后試運(yùn)，測(cè)量振動(dòng)數(shù)據(jù)如下（如表2）：

水平方向振動(dòng)正常，垂直和軸向振幅和振速仍嚴(yán)重超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值，甚至超過(guò)修前數(shù)據(jù)。垂直振動(dòng)大多與基礎(chǔ)有關(guān)，停風(fēng)機(jī)后再次檢查電機(jī)基礎(chǔ)，發(fā)現(xiàn)檢修時(shí)為方便調(diào)整電機(jī)位置，將臺(tái)板地腳孔進(jìn)行了擴(kuò)大，初步懷疑是墊片緊固時(shí)被拉變形，部分拉進(jìn)地腳孔內(nèi)，導(dǎo)致地腳螺栓未緊固。重新更換加厚墊片和高強(qiáng)螺栓，緊固后試轉(zhuǎn)垂直和軸向振動(dòng)未有明顯減小趨勢(shì)。電機(jī)基礎(chǔ)是用50mm角鋼制成，判斷可能為基礎(chǔ)不穩(wěn)引起振動(dòng)，對(duì)基礎(chǔ)三個(gè)方向進(jìn)行斜拉支撐加固，并對(duì)預(yù)埋基礎(chǔ)進(jìn)行檢查并重新澆筑，排除基礎(chǔ)不穩(wěn)后重新試轉(zhuǎn)，垂直和軸承振動(dòng)都在0.10mm左右，沒(méi)有明顯改善。如下圖2所示。

鑒于此種情況，由于水平振動(dòng)正常，對(duì)葉輪進(jìn)行動(dòng)平衡試驗(yàn)沒(méi)有意義，電機(jī)空試振動(dòng)、溫度、聲音都正常，只能從地基和臺(tái)板考慮分析。地基經(jīng)過(guò)加固和澆筑，可以排除地基不穩(wěn)固這一因素。最后檢查臺(tái)板情況，首先，臺(tái)板焊接牢固，為防止變形，采取多點(diǎn)段焊，不存在松動(dòng)現(xiàn)象。其次，檢查臺(tái)板四個(gè)地腳孔的水平度（逆時(shí)針?lè)较虻啬_依次為#1、#2、#3、#4角）發(fā)現(xiàn)電機(jī)#1角最低，#3角最高，相差接近1mm。地腳不在同一水平面，極易引起風(fēng)機(jī)振動(dòng)。

對(duì)地腳處臺(tái)板進(jìn)行打磨，重新檢查水平度，地腳找平后試轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)，最大振動(dòng)垂直方向0.03mm，達(dá)到合格值。振動(dòng)數(shù)據(jù)如下表3：

基本確定，地腳不平現(xiàn)象是本次引起風(fēng)機(jī)振動(dòng)的主要原因。

地腳不平引起振動(dòng)原因個(gè)人認(rèn)為可以這樣理解：因?yàn)殡姍C(jī)和臺(tái)板是剛性接觸，可以假定電機(jī)和臺(tái)板都是剛性的，變形量可以忽略，由于四個(gè)地腳不在同一水平面，地腳緊固后電機(jī)與臺(tái)板在地腳較低處存在細(xì)小縫隙，由于水平方向已經(jīng)定位，風(fēng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)在垂直和軸向產(chǎn)生較大振動(dòng)，振速也會(huì)成倍增加。如果地腳水平度處理好了，垂直和軸向振動(dòng)和振速會(huì)同步減小。

5 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于A型懸臂式風(fēng)機(jī)，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，產(chǎn)生振動(dòng)的原因相對(duì)于大型風(fēng)機(jī)比較少，只要掌握振動(dòng)的原因及其基本特征，結(jié)合檢修經(jīng)驗(yàn)，就能迅速準(zhǔn)確判斷出故障原因、快速處理，縮短檢修時(shí)間，提高風(fēng)機(jī)的運(yùn)行可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1]何川，郭立君.泵與風(fēng)機(jī)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2008，06.