蘇志保 李時(shí)鵬

摘 要：風(fēng)機(jī)在線動(dòng)平衡校驗(yàn)是一種較為先進(jìn)的設(shè)備檢修方法，通過檢驗(yàn)對(duì)風(fēng)機(jī)的葉輪不平衡等引起的設(shè)備振動(dòng)、高溫等問題有著非常明顯的效果，時(shí)間短，費(fèi)用低，效果好，但是它對(duì)操作者的造作水平和要求較高，并且部分設(shè)備問題情況復(fù)雜，近期燒結(jié)廠球團(tuán)風(fēng)機(jī)振動(dòng)大較難解決，最終通過積累的專業(yè)技術(shù)與靈活的運(yùn)用知識(shí)對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行了攻關(guān)。

關(guān)鍵詞：球團(tuán)風(fēng)機(jī) 振動(dòng) 在線動(dòng)平衡 葉輪不平衡

引言：柳鋼燒結(jié)廠120T球團(tuán)助燃風(fēng)機(jī)振動(dòng)大，我公司接到燒結(jié)廠委托，120T球團(tuán)助燃風(fēng)機(jī)需要進(jìn)行在線動(dòng)平衡校驗(yàn)，接到任務(wù)后，公司安排2名技術(shù)人員對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行動(dòng)平衡檢測(cè)，經(jīng)過2天的時(shí)間，振動(dòng)不但沒有降低反而增大了。因此，根據(jù)風(fēng)機(jī)振動(dòng)情況，逐一排查引發(fā)振動(dòng)的原因，并及時(shí)采取措施進(jìn)行檢修處理。

1 分析風(fēng)機(jī)振動(dòng)的原因

1.1 設(shè)備基礎(chǔ)的穩(wěn)固性

離心風(fēng)機(jī)通過基座和螺栓固定在設(shè)備基礎(chǔ)上，如果設(shè)備基礎(chǔ)不穩(wěn)固，出現(xiàn)松動(dòng)或開裂的現(xiàn)象，無論怎么調(diào)整風(fēng)機(jī)或電機(jī)的固定緊力，都會(huì)有振動(dòng)偏大的情況，此時(shí)只能重新加固設(shè)備基礎(chǔ)或重新制作設(shè)備基礎(chǔ)才能消除振動(dòng)。因此，風(fēng)機(jī)振動(dòng)與設(shè)備基礎(chǔ)的穩(wěn)固性有直接關(guān)系。

1.2 風(fēng)機(jī)系統(tǒng)地腳螺栓的緊固力

在風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)穩(wěn)固的情況下，基座與設(shè)備基礎(chǔ)通過錨栓連接，十分穩(wěn)固。而風(fēng)機(jī)（風(fēng)箱、軸承箱、電機(jī)）與基座通過地腳螺栓固定連接，若連接緊固力不夠出現(xiàn)松動(dòng)，極易造成風(fēng)機(jī)運(yùn)行過程中振動(dòng)。典型故障特征為：徑向水平振動(dòng)值不穩(wěn)定;鉛錘方向振動(dòng)大，而且軸承座比剛性基礎(chǔ)振動(dòng)值明顯偏高，頻譜中出現(xiàn)高次諧波，并且呈現(xiàn)逐階遞減趨勢(shì)。處理方法是檢查各個(gè)地腳螺栓的緊力，將松動(dòng)的螺栓進(jìn)行緊固處理。因此，地腳螺栓的緊力也直接影響風(fēng)機(jī)振動(dòng)。

1.3 聯(lián)軸器對(duì)中情況

本文所述的離心風(fēng)機(jī)指柳鋼廠內(nèi)煉鐵除塵風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、排粉風(fēng)機(jī)等離心風(fēng)機(jī)，電機(jī)與風(fēng)機(jī)通過聯(lián)軸器連接。聯(lián)軸器分為剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器，作用是將不同機(jī)構(gòu)中的主動(dòng)軸和從動(dòng)軸牢固的連接在一起共同旋轉(zhuǎn)，從而傳遞運(yùn)動(dòng)和扭矩。聯(lián)軸器安裝是否對(duì)中將直接影響風(fēng)機(jī)運(yùn)行振動(dòng)，尤其是剛性聯(lián)軸器要求比較嚴(yán)格，軸向和徑向位差≤0.10mm。而撓性聯(lián)軸器具有補(bǔ)償性，補(bǔ)償大小由撓性材料自身決定，其軸向和徑向的位差≤0.30mm。即在此范圍內(nèi)，能保持風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行。典型故障特征為：軸向振動(dòng)大;2倍頻出現(xiàn)峰值。若出現(xiàn)以上情況，則需要停運(yùn)風(fēng)機(jī)，對(duì)聯(lián)軸器進(jìn)行重新找正對(duì)中，才能消除風(fēng)機(jī)振動(dòng)。

1.4 風(fēng)機(jī)軸承質(zhì)量

轉(zhuǎn)子通過軸承進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，而軸承分別固定在軸承箱和電機(jī)內(nèi)，大型風(fēng)機(jī)一般有推力軸承和支撐軸承，軸承的一個(gè)重要指標(biāo)是軸承游隙，軸承的轉(zhuǎn)動(dòng)通過間隙來完成，間隙過小則滾動(dòng)體滾動(dòng)困難，容易發(fā)熱。間隙過大則會(huì)引起整個(gè)轉(zhuǎn)子的振動(dòng)。因此，優(yōu)質(zhì)的軸承其軸承游隙在一定范圍內(nèi)（不同型號(hào)的軸承有不同的游隙標(biāo)準(zhǔn)），若超出這個(gè)范圍則需要停機(jī)檢修進(jìn)行更換，否則將引起風(fēng)機(jī)的振動(dòng)。

1.5 電機(jī)質(zhì)量

若振動(dòng)是由電機(jī)引起的，需要對(duì)電機(jī)進(jìn)行檢查檢修。可以通過斷開聯(lián)軸器的方法進(jìn)行測(cè)試，若斷開聯(lián)軸器后振動(dòng)仍然較大，則是電機(jī)自身問題;若斷開聯(lián)軸器后振動(dòng)減少，則是負(fù)載機(jī)械側(cè)出現(xiàn)問題。機(jī)械側(cè)可以查找轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡或轉(zhuǎn)子軸承方面原因，而電機(jī)側(cè)則需要對(duì)整個(gè)電機(jī)進(jìn)行檢定檢測(cè)，可能的原因：①電磁原因造成電壓不平衡，三相電動(dòng)機(jī)缺相;②電機(jī)定子偏心、松動(dòng)或繞組斷線，導(dǎo)致定子三相電流不平衡;③轉(zhuǎn)子偏心、松動(dòng)或轉(zhuǎn)子籠條斷裂，轉(zhuǎn)子鐵芯變形造成定子和轉(zhuǎn)子氣隙不均，導(dǎo)致氣隙磁通不平衡造成振動(dòng)。

1.6 風(fēng)機(jī)葉輪動(dòng)平衡

風(fēng)機(jī)葉輪動(dòng)平衡不良或故障通常是指旋轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子部件質(zhì)量相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸的軸心發(fā)生偏心時(shí)所引起的異常振動(dòng)。轉(zhuǎn)子不平衡通常由葉輪動(dòng)平衡不良引起，所以對(duì)于轉(zhuǎn)子的不平衡，首先考慮葉輪動(dòng)平衡問題。導(dǎo)致葉輪不平衡的因素有加工公差、安裝誤差、制造缺陷、材質(zhì)不均、部件缺失、磨損變形、異物附著等;可以通過對(duì)葉輪的檢測(cè)檢修進(jìn)行重新調(diào)整動(dòng)平衡。例如安裝誤差，可以通過重新測(cè)定安裝位置，精度等調(diào);材質(zhì)不均以及磨損變形，可以對(duì)葉輪加裝平衡塊，調(diào)整其平衡;異物附著可以對(duì)其打磨處理，使異物與葉輪脫離，從使平衡得到矯正。

首先根據(jù)風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)判斷振動(dòng)來源，一般情況下，葉輪動(dòng)平衡不好表現(xiàn)在風(fēng)機(jī)的葉輪側(cè)軸承徑向水平振動(dòng)超標(biāo)，水平振動(dòng)反應(yīng)的是轉(zhuǎn)子和葉輪的動(dòng)平衡不好，葉輪側(cè)軸承徑向垂直振動(dòng)，一般是由軸承間隙過大或質(zhì)量問題造成，這種情況下則建議更換軸承。若判斷振動(dòng)來源并非是轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡失效，則在線動(dòng)平衡校驗(yàn)效果不顯著，但有時(shí)通過葉輪動(dòng)平衡法也可以緩解因其他原因引發(fā)的風(fēng)機(jī)振動(dòng)。

2 確定主要原因

通過動(dòng)平衡檢測(cè)儀器，手持測(cè)振儀這2種方法得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。發(fā)現(xiàn)水平振動(dòng)值遠(yuǎn)大于垂直和軸向的振動(dòng)值。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷，風(fēng)機(jī)葉輪動(dòng)平衡問題是風(fēng)機(jī)振動(dòng)的主要原因，還是要通過解決葉輪的動(dòng)不平衡問題才能降低振動(dòng)值。

3 在線動(dòng)平衡的一般操作步驟

3.1 在風(fēng)機(jī)軸承座上布置振動(dòng)傳感器和光電傳感器，沿軸成一條直線;在轉(zhuǎn)軸上貼上鑒相小磁鋼，與光電傳感器保持水平，振動(dòng)傳感器拾取軸承座的振動(dòng)信號(hào)，光電傳感器拾取轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速和相位信號(hào);

3.2 將各傳感器連接到平衡機(jī);

3.3 啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，在風(fēng)機(jī)達(dá)到工作轉(zhuǎn)速后，平衡機(jī)進(jìn)行信號(hào)采集，得到各測(cè)點(diǎn)振動(dòng)信號(hào)和轉(zhuǎn)頻幅值和相位A0;至此，得到振動(dòng)和相位信號(hào)后保持?jǐn)?shù)值，設(shè)從鑒相小磁鋼位置開始，鑒相小磁鋼位置為零，沿轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的相反方向確定偏重相位見圖1，圖2。

3.4 在平衡平面內(nèi)加試重Q，測(cè)得測(cè)點(diǎn)振動(dòng)信號(hào)和轉(zhuǎn)頻幅值和相位A1。

3.5 計(jì)算影響系數(shù)

3.6 求校正質(zhì)量P

3.7 完成現(xiàn)場動(dòng)平衡工作。

4 球團(tuán)風(fēng)機(jī)在線動(dòng)平衡校驗(yàn)實(shí)例

前文提到，經(jīng)過2天的時(shí)間，運(yùn)用風(fēng)機(jī)在線動(dòng)平衡的一般操作步驟，振動(dòng)不但沒有降低反而增大了。通常情況下，在線動(dòng)平衡校驗(yàn)實(shí)在較為理想的環(huán)境下進(jìn)行的，我們決定在對(duì)葉輪內(nèi)部情況進(jìn)行檢查，如圖3所示，在風(fēng)機(jī)外殼底部用氧割割開一個(gè)觀察口。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，葉輪內(nèi)部因經(jīng)常性做風(fēng)機(jī)在線動(dòng)平衡，內(nèi)部焊著11塊平衡塊，使得無論技術(shù)人員怎么調(diào)整平衡塊的角度和重量，振動(dòng)都無法降低。通過對(duì)葉輪內(nèi)部平衡塊的分析（圖4），我們做了個(gè)大膽的決定：將風(fēng)機(jī)內(nèi)部所有平衡塊割除（出廠時(shí)的靜平衡塊除外）。

葉輪上除了出廠時(shí)的平衡塊之外的平衡塊被割除之后，達(dá)到了初始狀態(tài)（理想化狀態(tài)），再按照風(fēng)機(jī)在線動(dòng)平衡的一般操作步驟，很快的，風(fēng)機(jī)振動(dòng)值由原先的191μm降至28μm，如圖5，圖6所示。

5 結(jié)束語

在風(fēng)機(jī)在線動(dòng)平衡的實(shí)際運(yùn)用中，有很多因素導(dǎo)致離心風(fēng)機(jī)振動(dòng)，必須認(rèn)真分析，逐一核查，只有找到真正引起風(fēng)機(jī)振動(dòng)的原因并采取相應(yīng)措施，才能消除振動(dòng)，保證設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]程英輝，崔靜波，項(xiàng)青春.離心風(fēng)機(jī)的故障診斷與現(xiàn)場動(dòng)平衡[J].冶金動(dòng)力

[2]呂建國，程英輝，張國祥.離心風(fēng)機(jī)的故障診斷及實(shí)例分析[J].冶金動(dòng)力