周劍娟

江蘇兆勝空調(diào)有限公司 江蘇泰興 225400

目前，風機振動所引起的噪聲被分為兩大類，包括氣動噪聲與結(jié)構(gòu)振動噪聲。關(guān)于船用離心通風機振動噪聲過大問題可這兩方面入手分析，對癥處理，以達到減振降噪的目的。

1 風機振動測試

1.1 采集儀器與參考標準

本文選用的是離心式風機，電機的基頻為f0=N/60=50Hz，轉(zhuǎn)速是3000r/min。此類風機屬于第三類機組，其額定功率一般在15～300kW左右。此類機組烈度評定等級劃分：B級說明工作狀態(tài)無異常，大小約在1.8～4.6mm/s之間；C級說明處于容忍工作狀態(tài)，應盡快維修，大小在4.6～11.2mm/s左右。

1.2 布置振動測點

軸承的作用能夠傳遞轉(zhuǎn)軸上的離心力與旋轉(zhuǎn)機械商貿(mào)的基本負荷，軸承上零件故障信息傳遞到軸承上面。經(jīng)現(xiàn)場研究確定軸承并無任何外露部分，因此，我們選在電機自由端與輸出端靠近軸承的地方作為測試點。

表1 關(guān)于機組振動速度的測試數(shù)據(jù) （mm/s）

根據(jù)表1發(fā)現(xiàn)，機組上振動異常有3個部位，主要是振動超標問題。算出其自由端的振動烈度值為10.6mm /s，在振動烈度等級B范圍之外，由于空間限制，本次研究難以測算出輸出端的軸向速度。因此，初步估計風機應位于C級狀態(tài)，其內(nèi)部可能出現(xiàn)故障，應及時檢修。

1.3 風機噪聲測量方法與噪聲限值

參照GB/T2888-2008《風機和羅茨鼓風機噪聲測量方法》進行。（1）測量項目：在要求的運轉(zhuǎn)狀態(tài)下測量風機四周的A聲級與頻帶聲壓級。（2）測量設備：采用聲級計與倍頻帶濾波器，或者選用與此同效的測量設備。（3）測量條件：測試地點應注意防止反射聲造成的干擾。被測風機在運轉(zhuǎn)狀態(tài)下要求測點與聲源距離為1倍標準長度或2倍標準長度[1]。

2 風機噪聲原因分析

2.1 結(jié)構(gòu)噪聲分析

不對中：此類故障一般發(fā)生在聯(lián)軸器部位，以軸系轉(zhuǎn)子不對中分類，大致可分為三種，包括角度不對中、平行不對中、組合不對中。這些不對中的動態(tài)特征均衡復雜。比如，角度不對中容易引起基頻振動突出，平行不對中會引起2倍轉(zhuǎn)頻，二者均會引起高次諧波振動。若轉(zhuǎn)子同時存在不平衡現(xiàn)象，則f0與2f0會同時產(chǎn)生峰值。究其原因可能是軸承與聯(lián)軸器配合不好造成的，或者是因為軸承安裝過程中發(fā)生偏心或傾斜造成的。根據(jù)圖1可知電機輸出端垂直方向基頻與2倍頻振幅較為明顯，2倍頻處的振幅與基頻振幅較為接近，由此可判斷機組發(fā)生不對中問題，并且還有不平衡問題。

2.2 氣動噪聲分析

由于葉片會引起蝸殼內(nèi)定常流動的氣體狀態(tài)并非是均勻的，通常會保持某種穩(wěn)定分布。隨著葉片的轉(zhuǎn)動這種分布狀態(tài)在蝸殼內(nèi)也會被打破，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)噪音，非定常氣體流動引起的壓力脈動形成渦流噪聲。氣動噪聲的大小與風量這一因素有密切的聯(lián)系[2]。決定風機旋轉(zhuǎn)噪聲大小的一個核心因素是進口集流器與葉輪進風口間的間隙。該因素對流量與風壓也會產(chǎn)生影響。當間隙增大噪音會大幅減小。

圖1 輸出端垂向振動頻譜

為增強風機葉輪強度，新?lián)Q的葉輪厚度比舊葉輪更大，進風口與進口集流器間的間隙變小，流量過大。這可能引起振動噪音變大。為驗證上述分析，在保持軸轉(zhuǎn)速不變的前提下，改變風量來測試振動噪聲大小（見表2）。

表2 機組振動速度測試結(jié)果（mm/s）

根據(jù)表2可知，在風機運行流量減小后，風機振動也隨之開始變小。經(jīng)筆者研究發(fā)現(xiàn)，該風機在滿足額定工況條件下，流量為1萬m3/h，全壓為2600Pa，額定輸入功率為10kW左右。經(jīng)現(xiàn)場測試得出風機運行電流約為57A，電壓為240V， 經(jīng)計算后可知電機功率大小為13.68kW。這說明電機功率明顯大于額定功率，說明實際風量遠遠大于設計預定風量。因此，我們認為風機實際運行工況偏離了額定工況點，因此，風機進口遭到堵塞，從而導致風機振動。這是風機振動異常的一個主因[3]。

2.3 故障分析與解決對策

由上可知，風機進口堵塞、不對中、葉片動平衡不良是引起風機振動過大的主要原因。為此，處理措施如下：

（1）將平衡質(zhì)量塊添加在電機自由端軸承的凹槽內(nèi)，并更換新葉輪。（2）拆開聯(lián)軸器螺栓檢查后判定電機軸與風機軸之間有平行不對中問題，將其重新對中處理即可。（3）對葉輪進風口與進口集流器間的間隙進行調(diào)節(jié)，擴大2mm左右。經(jīng)檢修后，機組的振動烈度值Vrms≤4.6mm/s，符合GB11347—89中關(guān)于可長期運行的規(guī)定。