何鳳英

(鞍鋼集團有限公司教育培訓(xùn)中心，遼寧 鞍山 114000)

0 引言

風(fēng)機是鋼鐵冶金行業(yè)必不可少的設(shè)備，廣泛應(yīng)用于鋼鐵生產(chǎn)工藝的各個環(huán)節(jié)，受運行條件、制造與安裝誤差等因素影響，風(fēng)機運行中易產(chǎn)生機械、密封、腐蝕和磨損等多種故障，對風(fēng)機實施振動狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷，是現(xiàn)場把握風(fēng)機運行狀態(tài)、確認(rèn)故障類型與部位、指導(dǎo)設(shè)備維修的常用方法。

1 鼓風(fēng)機的振動狀態(tài)監(jiān)測

某鋼廠混合煤氣風(fēng)機為離心鼓風(fēng)機，功率400 kW、變頻電機最高轉(zhuǎn)速2 980 r/min，壓力為(0.95-1.3)×105Pa，風(fēng)量7 000 m3/h。鼓風(fēng)機葉輪懸臂布置，其設(shè)備簡圖及測點布置,見圖1，圖中序號①～④為振動測試的測點。其中電機軸承為深溝球軸承、型號是6312，鼓風(fēng)機采用滑動軸承支撐。

圖1 鼓風(fēng)機設(shè)備簡圖及測點布置

由于鼓風(fēng)機的電機軸承經(jīng)常因電蝕造成損壞，大約3個月就需要更換新軸承。為了確認(rèn)鼓風(fēng)機運行狀態(tài)，進而指導(dǎo)設(shè)備維修，特別是確定是否需要更換電機軸承，利用便攜式振動分析儀ET-VI1，對該鼓風(fēng)機②～④測點的水平方向(H)、垂直方向(V)、軸向(A)進行了振動測試，振動測量結(jié)果見表1。

表1 鼓風(fēng)機振動測試數(shù)據(jù)

由表1中振動測量結(jié)果可知：測點②水平振動較大，振動速度有效值為2.32 mm/s，對照該設(shè)備出廠給定的振動速度報警值4.5 mm/s判斷，該設(shè)備目前處于正常運行狀態(tài)。但通過對振動信號的分析，發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在故障隱患，應(yīng)密切關(guān)注設(shè)備劣化趨勢，提早做好維修準(zhǔn)備工作。

2 鼓風(fēng)機振動信號分析與故障診斷

測點②水平方向振動位移為37.44 μm，圖2為其時域波形圖，圖3為其頻譜圖。由圖2可知，時域波形為近似等幅正弦波，周期為34.8 ms，與電機回轉(zhuǎn)周期34.48 ms基本一致。由圖3可知，振動以穩(wěn)定的基頻28.76 Hz為主，與電機回轉(zhuǎn)頻率29 Hz非常接近，其他倍頻分量幅值很小。時域波形和頻譜圖均符合轉(zhuǎn)子不平衡故障的振動特征。測點②水平方向振動速度的時域波形和頻譜圖也具有相同特征，可判斷電機轉(zhuǎn)子存在不平衡，但不平衡程度較輕。

圖2 測點②水平方向振動位移的時域波形

圖3 測點②水平方向振動位移的頻譜

測點②垂直方向振動加速度最大，達36.49 m/s2，圖4、圖5為其時域波形和頻譜圖。由圖4可以看到時域波形有沖擊現(xiàn)象，但沖擊程度不很嚴(yán)重。由圖5可以看到頻譜圖的高頻段存在較豐富的非同步頻率成分，有較大的振動能量堆積。根據(jù)滾動軸承故障的振動診斷理論，判斷測點②的電機滾動軸承有中早期故障出現(xiàn)。

圖4 測點②垂直方向振動加速度的時域波形

圖5 測點②垂直方向振動加速度的頻譜

測點③、測點④為鼓風(fēng)機滑動軸承處振動值，其振動數(shù)值較小，且時域波形與頻譜圖不存在明確故障特征，表明鼓風(fēng)機及其滑動軸承狀態(tài)良好。

3 診斷結(jié)論

綜合上述分析得出，鼓風(fēng)機當(dāng)前處于正常運行狀態(tài)，但電機存在不平衡故障隱患、電機負(fù)荷側(cè)滾動軸承有中早期故障。建議縮短監(jiān)測周期，保證軸承潤滑條件，根據(jù)設(shè)備運行狀態(tài)的變化適時停機維修，以避免因故障處理不及時引發(fā)設(shè)備事故，影響正常生產(chǎn)；針對電蝕原因造成的軸承破壞，建議采用絕緣軸承。

4 結(jié)語

鼓風(fēng)機的振動狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷實例驗證了在設(shè)備運行過程中，利用振動診斷技術(shù)能夠準(zhǔn)確地把握設(shè)備狀態(tài)并及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障及隱患，給設(shè)備維修提供可靠依據(jù)，避免設(shè)備的過修和欠修，意義重大。