張衛(wèi)強(qiáng)
引風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行在冶金工廠的生產(chǎn)中是極為重要的,它關(guān)系到工廠的順利生產(chǎn),如果引風(fēng)機(jī)發(fā)生故障,輕至損害公共財產(chǎn)安全,嚴(yán)重的甚至?xí)l(fā)人身傷害事故。從實(shí)際設(shè)備管理經(jīng)驗(yàn)來看,風(fēng)機(jī)振動數(shù)值往往是風(fēng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵指標(biāo),通過定期測量振動數(shù)值并記錄,并對數(shù)值進(jìn)行匯總分析,能夠判斷設(shè)備劣化趨勢,從而擇機(jī)檢修消除隱患能夠保證風(fēng)機(jī)長期順穩(wěn)運(yùn)行。因此,分析引風(fēng)機(jī)產(chǎn)生振動超差的常見原因,并找出相應(yīng)的解決辦法,對保證引風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行具有重要意義。
引風(fēng)機(jī)作為三大風(fēng)機(jī)之一,其主要功能是產(chǎn)生電,促使設(shè)備能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在引風(fēng)機(jī)的工作過程中,經(jīng)常會出現(xiàn)各種各樣的原因?qū)е缕涫艿綋p害,繼而加大負(fù)荷,嚴(yán)重的甚至?xí)V惯\(yùn)轉(zhuǎn),直接影響工廠生產(chǎn)率。在引風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,如果發(fā)生故障,一般在這幾個方面會有所提示:引風(fēng)機(jī)振動頻率不規(guī)律、引風(fēng)機(jī)溫度過高、引風(fēng)機(jī)噪聲突然變大等,這都代表引風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障了,且原因不同,故障的角度也不同。但是由于工廠現(xiàn)場檢查設(shè)備不完善,檢查人員不具備專業(yè)技能手段,并不能第一時間檢測出引風(fēng)機(jī)故障的真正原因。
軸承老化磨損是引風(fēng)機(jī)振動超差的一個常見原因。風(fēng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行一段時間后,引風(fēng)機(jī)軸承的間隙會逐漸變大。風(fēng)機(jī)振動包括軸承的水平、垂直及軸向振動。從現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)來看,軸承間隙變大會使軸承的軸向振動增加,建議風(fēng)機(jī)裝機(jī)后測量一下軸承安裝游隙,待設(shè)備振動值超差時再次拆檢風(fēng)機(jī)軸承游隙,兩次數(shù)值進(jìn)行比對,若游隙明顯增大,判定風(fēng)機(jī)軸承老化的原因較大,需要更換軸承處理。風(fēng)機(jī)振動檢測可以通過軸承在線振動測量裝置,檢測軸承振動數(shù)值的大小。檢測方法:根據(jù)待測機(jī)器的各種參數(shù)在軟件中建立數(shù)據(jù)庫,將數(shù)據(jù)庫導(dǎo)入便攜式振動數(shù)據(jù)采集儀,采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)后再導(dǎo)入軟件進(jìn)行分析。測點(diǎn)位置和方向:測點(diǎn)選在與軸承座聯(lián)接剛度較高的地方或箱體上,盡可能多的采集軸承外圈本身的振動信號為原則,如需定期巡檢,每次測點(diǎn)位置要一致,采集的數(shù)據(jù)才具有可比性;傳感器盡可能布置在載荷密度大的地方,以保證獲取盡可能大的軸承本身振動信號。利用振動分析軟件同時結(jié)合振動頻率的分布特點(diǎn)推斷找到故障具體點(diǎn)位,比如軸承保持架或者滾動體缺陷。
引風(fēng)機(jī)主軸與葉輪之間配合間隙過大也會造成風(fēng)機(jī)振動超差,主要原因是葉輪在制作加工過程中加工精度會有誤差,軸頭出現(xiàn)橢圓狀,導(dǎo)致配合接觸面不夠,原有的面接觸變成了點(diǎn)接觸或線接觸。另外,設(shè)備檢修時檢修班組人員對設(shè)備檢修期間為便于現(xiàn)場裝配會用細(xì)砂紙打磨主軸葉輪安裝位,打磨后導(dǎo)致主軸與葉輪之間過度配合間隙過大。筆者所在軋鋼廠引風(fēng)機(jī)用于加熱爐排煙,主軸直徑180mm,葉輪軸孔與主軸緊力為0.01mm ~0.05mm。每次檢修更換軸承需要從風(fēng)機(jī)主軸上拆卸葉輪,然后熱裝,對葉輪軸孔和主軸配合面造成一定的磨損,多次檢修會使配合面出現(xiàn)間隙,達(dá)不到主軸與葉輪孔的配合要求。
還有一個比較常見的引風(fēng)機(jī)振動失效原因是轉(zhuǎn)子質(zhì)量失衡。加熱爐引風(fēng)機(jī)抽取介質(zhì)為爐內(nèi)高溫燃燒后的廢氣,含有腐蝕性硫化物,會附著在葉輪表面,長時間運(yùn)行后葉輪附著物逐漸增多,會影響葉輪動平衡,導(dǎo)致振動增加。
主軸彎曲更容易發(fā)生在長期停用的風(fēng)機(jī),由于風(fēng)機(jī)長時間不運(yùn)轉(zhuǎn),且葉輪自重較大,在葉輪自重的作用下,主軸會發(fā)生輕微彎曲變形,轉(zhuǎn)子組高速旋轉(zhuǎn)后振動值會超差,此問題可以通過打表進(jìn)行測量查找原因。
風(fēng)機(jī)與電機(jī)之間為聯(lián)軸器聯(lián)接,用于傳遞轉(zhuǎn)矩,風(fēng)機(jī)聯(lián)軸器對中不良為風(fēng)機(jī)常見故障之一,風(fēng)機(jī)的不對中故障是指風(fēng)機(jī)電機(jī)兩轉(zhuǎn)子的軸心線與軸承中心線的不在一條直線上,發(fā)生對中不良現(xiàn)象后,會造成軸承磨損加劇,聯(lián)軸器彈性體異常磨損甚至切斷等故障停機(jī),同時也會造成振動超差。
引風(fēng)機(jī)在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,流動的氣體帶入葉輪后,旋轉(zhuǎn)的葉片和氣體之間在工作接觸面上做不到嚴(yán)絲合縫,所以氣體在葉片顧及不到的地方通過氣體流,會帶起旋渦,旋渦的流動導(dǎo)致了氣體的顆粒狀灰塵都堆積到了葉片的死角中,當(dāng)這些灰塵積攢到一定程度時,就會影響引風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn),葉輪的強(qiáng)甩力會把積攢的灰塵甩出。這些灰塵分布于葉片不同的死角處,灰塵積攢不均勻,葉輪承受的重量就不均勻,致使引風(fēng)機(jī)振動頻率突然加大。傳統(tǒng)的解決辦法是在發(fā)現(xiàn)引風(fēng)機(jī)振動頻率不正常后,馬上停止運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。負(fù)責(zé)檢修的人員將葉片上的灰塵清理干凈,但是這樣的做法是治標(biāo)不治本,引風(fēng)機(jī)再次運(yùn)轉(zhuǎn)起來,還是會產(chǎn)生灰塵,再次影響振動頻率,這種處理方法不僅耗費(fèi)人力,同時也存在安全隱患。
磨損是引風(fēng)機(jī)常見故障之一,引風(fēng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,各部分零件之間會產(chǎn)生磨損。磨損過多就會導(dǎo)致設(shè)備溫度升高,其主要原因就是葉片磨損嚴(yán)重,致使振動超標(biāo),引起連環(huán)反應(yīng),嚴(yán)重的甚至?xí)苯訉?dǎo)致機(jī)器設(shè)備報廢。傳統(tǒng)的解決方法是及時更換磨損嚴(yán)重的葉片,但是磨損一直存在,不找到各部分零件運(yùn)轉(zhuǎn)的平衡點(diǎn),還是會引起振動超標(biāo)。
引風(fēng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中除自身的正常振動外,還常常會受到其他因素影響,引起振動,這種振動稱為受迫振動。受迫振動往往加重機(jī)器負(fù)荷,引起異響。最常影響引風(fēng)機(jī)振動的就是煙或風(fēng)道的振動。尤其是鍋爐引風(fēng)機(jī),其在使用過程中受到風(fēng)道影響,引起振動超標(biāo),繼而導(dǎo)致引風(fēng)機(jī)出口處的擴(kuò)散筒疏散供應(yīng)不上,加重了擴(kuò)散筒的負(fù)荷,帶起連鎖反應(yīng),最終引風(fēng)機(jī)故障終止工作。
上文提到過中軸承磨損、老化,會引起振動超標(biāo)。除此之外,軸承損壞所引起的振動超標(biāo)問題更加嚴(yán)重。如果在引風(fēng)機(jī)的安裝過程中,沒有將軸承安裝到位,或是在引風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,沒有及時潤滑軸承,亦或是軸承使用壽命已到限卻沒有及時更換,這些都會導(dǎo)致軸承掉落、生銹、出現(xiàn)裂痕等等,最終導(dǎo)致引風(fēng)機(jī)振動超標(biāo),發(fā)生故障。常規(guī)的解決辦法是,借助軸承振動測量器,通過測量振動的強(qiáng)烈、振動的位置等,推測出是哪種原因引起的軸承振動。軸承振動的原因有很多,所以測量出來的數(shù)據(jù)充滿了不確定性。為了測量準(zhǔn)確,需要事先對每臺引風(fēng)機(jī)的數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)測量,記錄在冊。當(dāng)引風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障時,依據(jù)引風(fēng)機(jī)的初始數(shù)據(jù)比對測量軸承振動頻率,在找到其具體原因、具體位置后,停止引風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),用拉馬將損壞的軸承拔出來,甚至在很多時候,還要把整個引風(fēng)機(jī)拆除??梢哉f,這樣的解決方法勞民傷財。
在大部分工廠中,引風(fēng)機(jī)的軸承箱和電機(jī)箱多是安裝在水泥上,通過螺絲固定。但是由于多數(shù)工廠地面不夠平整,有一些小的坑坑洼洼,因此,在安裝軸承箱和電機(jī)箱時往往需要借助別的零件固定其位置,最常用的就是呈傾斜狀的不規(guī)則鐵塊。而且,軸承箱和電機(jī)箱中心高度不同,為使二者統(tǒng)一,往往需要在較低的下方增加鐵塊支撐踮起。但是由于這些踮腳鐵塊存在不固定性,所以極易導(dǎo)致電機(jī)箱及軸承箱傾斜滑倒,從而引發(fā)重大事故。
其次,由于這些踮腳鐵塊長期和電機(jī)箱及軸承箱表面接觸,會導(dǎo)致電機(jī)箱及軸承箱表面產(chǎn)生不同程度的磨損,磨損的增加同樣會加重電機(jī)箱及軸承箱表面的負(fù)荷程度,再加上引風(fēng)機(jī)在工作過程中不可避免的一些振動,雙重壓力之下,電機(jī)箱及軸承箱的穩(wěn)固程度會越來越差,從上到下、從里到外,振動無時無刻不在發(fā)生,嚴(yán)重時可導(dǎo)致引風(fēng)機(jī)部分零件在強(qiáng)震動之下,飛出引風(fēng)機(jī),造成機(jī)器損壞乃至人員傷亡的重大事故。
引風(fēng)機(jī)的振動超差是引風(fēng)機(jī)振動失效中常見的現(xiàn)象。引風(fēng)機(jī)振動超差往往會引發(fā)一系列嚴(yán)重的設(shè)備故障問題。常見的問題包括軸承損壞、電機(jī)過流過載、傳動軸彎曲變形等。正是因?yàn)檫@些常見的問題,引風(fēng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行就得不到保障。因此,對引風(fēng)機(jī)振動故障的處理是十分必要的。根據(jù)引風(fēng)機(jī)不同的故障原因,有目的有針對地分析解決,引風(fēng)機(jī)的振動現(xiàn)象可以得到一定程度的控制,從而更高地保障引風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行,為工廠帶來收益。
軸承磨損老化是引起的振動超差的主要原因。常見軸承老化因素主要為潤滑油缺失或者潤滑油油質(zhì)變壞,日常點(diǎn)檢重點(diǎn)關(guān)注潤滑油油位,標(biāo)準(zhǔn)為視油鏡的2/3 至3/4 位置。同時,潤滑油需要風(fēng)機(jī)運(yùn)行3 個月進(jìn)行更換一次,保證潤滑油清潔。另外,檢修更換軸承備件后,軸承磨合24 小時需要停機(jī)更換潤滑油。這些措施能夠延長軸承使用壽命,當(dāng)判定軸承老化后需要停機(jī)對軸承進(jìn)行更換處理。
現(xiàn)場采用主軸修復(fù)的辦法進(jìn)行處理,需要將主軸與葉輪之間的配合位補(bǔ)焊后重新加工至要求的精度尺寸來保證主軸與葉輪之間的配合。
通過前面的分析可知,葉片附著物是引風(fēng)機(jī)過度振動的主要原因。引風(fēng)機(jī)在實(shí)際運(yùn)行過程中,葉片的轉(zhuǎn)動與氣體進(jìn)入葉輪后的轉(zhuǎn)動存在角度差。正是由于這種角度差的存在,氣體會在葉片非工作面產(chǎn)生渦流。而正是因?yàn)檫@個漩渦,葉輪氣體中所含的灰顆粒會附著在非工作面的表面。隨著引風(fēng)機(jī)運(yùn)行時間的增加,氣體中攜帶的灰顆粒越來越多。當(dāng)灰渣沉降達(dá)到一定數(shù)量時,會有大量的灰渣被葉輪的旋轉(zhuǎn)離心力拋出。這最終會導(dǎo)致葉輪的質(zhì)量分布不平衡,從而引起引風(fēng)機(jī)振動的增加。我們對這個問題的傳統(tǒng)解決辦法往往是引風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行后,維修人員進(jìn)入機(jī)殼清洗葉輪,清除葉片上的灰。這樣可以使葉輪的質(zhì)量再次平衡,從而減少引風(fēng)機(jī)的振動。但是這樣的維修缺點(diǎn)也是非常明顯的,即維護(hù)人員勞動強(qiáng)度大,同時,進(jìn)入風(fēng)機(jī)內(nèi)部作業(yè)屬于受限空間易發(fā)生人身安全事故。在這里,我們提出了一種新的解決方案,我們嘗試制作了蒸汽噴槍,外接蒸汽管路,通過打開風(fēng)機(jī)人孔,利用蒸汽噴槍對葉輪葉片清理,清洗過程中人工緩慢轉(zhuǎn)動主軸,可以逐個葉片進(jìn)行清理作業(yè)。該方法最大的優(yōu)點(diǎn)之一是可以避免維修人員進(jìn)行風(fēng)機(jī)內(nèi)部作業(yè),杜絕了有限空間作業(yè)發(fā)生人員窒息的可能。而且這種方法,而且清洗的效果很好,同時清洗效率很高。
引風(fēng)機(jī)在長期停用后可能發(fā)生主軸彎曲,可以定期手動盤車180°,我們制定了設(shè)備使用規(guī)程,備用風(fēng)機(jī)每一個月切換一次,同時,備用風(fēng)機(jī)每周手動盤車180°,通過制度約束,保證設(shè)備停用期間風(fēng)機(jī)主軸不發(fā)生彎曲的問題。同時,對于風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動組備件存放也應(yīng)該有相應(yīng)管理要求,傳動組備件應(yīng)該使葉輪水平放置在臺架上,風(fēng)機(jī)主軸處于豎直方向,這樣避免葉輪自重對主軸產(chǎn)生作用力,保證備件存放過程中不發(fā)生變形。
可以定期打表測量聯(lián)軸器同軸度的方式,來保證聯(lián)軸器對中良好。建議風(fēng)機(jī)每年進(jìn)行一次聯(lián)軸器同軸度檢測調(diào)整,同時,電機(jī)底座可以安裝頂絲,保證電機(jī)在運(yùn)行過程中不發(fā)生移位,從而保證聯(lián)軸器同軸度對中良好。
為節(jié)省人力物力財力,可采取這樣的辦法,在引風(fēng)機(jī)內(nèi)部靠近葉輪處安排一排小型噴嘴,安裝角度一定要經(jīng)過嚴(yán)格的數(shù)據(jù)測量,保障噴嘴的安裝角度既不影響葉輪的正常運(yùn)轉(zhuǎn),同時又能與葉片的四角處形成對立面。并且,為保障引風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn),噴嘴不在引風(fēng)機(jī)工作時開啟。當(dāng)引風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時,將噴嘴的閥門打開,即刻清理葉輪之間的灰塵,在噴水時,導(dǎo)管與機(jī)器底部的沖灰水聯(lián)合,用沖灰水清洗。這種解決方法不僅節(jié)省了人力物力財力,同時也更加安全高效,也不會加重對葉片及葉輪的磨損。
解決葉片磨損最根本的辦法是處理好各零件之間的動平衡。在引風(fēng)機(jī)停止工作的時候,進(jìn)行動平衡實(shí)驗(yàn),找到各零件之間平衡點(diǎn)進(jìn)行配平。可從以下步驟進(jìn)行:第一是找到引風(fēng)機(jī)的舌喉處,在舌喉和葉輪相對應(yīng)的方向,手動增加一個孔門,孔門位置一定要和葉輪最外側(cè)的圓外邊緣最近,然后由專業(yè)人員從引風(fēng)機(jī)外側(cè)操控內(nèi)部。第二是引風(fēng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生振動異響后,立即停止機(jī)器,把孔門打開,由專業(yè)人員操控孔門重新配置平衡點(diǎn),通過找到三個或四個參考點(diǎn)為基準(zhǔn),進(jìn)行測重,找到質(zhì)量不平衡的點(diǎn)。第三是在找到質(zhì)量不平衡的點(diǎn)后,通過計算得出,該在此處做相應(yīng)加法還是減法,以此來解決葉片磨損嚴(yán)重的根本問題。
決定引風(fēng)機(jī)出口擴(kuò)散筒的工作質(zhì)量的重要零件是軸承座。軸承座的振動正常,擴(kuò)散筒就可正常排送氣體,軸承座的負(fù)荷加大,擴(kuò)散筒就會受到影響產(chǎn)生異響,影響引風(fēng)機(jī)振動。因此,為了更好的平衡中軸承座和擴(kuò)散筒之間的關(guān)系,可以在擴(kuò)散筒的外端下方增加一個活支點(diǎn),支點(diǎn)可以操控擴(kuò)散筒依據(jù)排氣方向及排氣量,靈活改變上下方向。這樣,如果軸承座負(fù)荷加重時,就可以通過調(diào)整擴(kuò)散筒的位置消除振動,確保引風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
在往常處理損壞的軸承時,通常用拉馬將其拉出,尤其在處理一些大型的引風(fēng)機(jī)時,為了將軸承拉出,還有對引風(fēng)機(jī)進(jìn)行拆卸。對此,提出新的解決思路,軸承需要拉出,一定是損壞嚴(yán)重,不能使用了。為了節(jié)省人力,在不損壞引風(fēng)機(jī)整體設(shè)備的情況下,強(qiáng)制拆除軸承。因?yàn)檩S承已經(jīng)損壞,沒有必要因?yàn)閾p壞的軸承而造成其他零部件的磨損。這種操作方法雖能節(jié)省人力,但對操作人員有極高的要求。在拆除軸承時,要先將連接軸承和引風(fēng)機(jī)的蓋子小心拆除,然后利用千斤頂將主軸頂起來,將主軸與其他零件隔離開,再利用火焊烤炙損壞軸承,致使其從內(nèi)部裂開。這樣在不損壞引風(fēng)機(jī)其他部分的情況下,將軸承拆除,大大節(jié)省了人力。
首先是修整水泥地,不需要大動干戈,只需將固定軸承箱和電機(jī)箱的水泥地重新填補(bǔ)平整,增加地腳螺絲,加固其穩(wěn)定性,并對澆筑好的地面進(jìn)行打磨,確保電機(jī)箱和軸承箱在上方是穩(wěn)定的。另外,可以專門為電機(jī)箱和軸承箱打造放置的架子,考慮到電機(jī)箱和軸承箱的材質(zhì)特點(diǎn),架子在材料的選取上以鋼為主,鋼管、鋼板的厚度一定要經(jīng)過專門的數(shù)據(jù)測量。并且,鋼板和電機(jī)箱及軸承箱表面的接觸部分,添加特制涂層,保障鋼板與其表面的摩擦程度在可控范圍內(nèi)。
在焊接鋼管時,要考慮到電機(jī)箱和軸承箱的中心位置不同,要在鋼架的設(shè)計上體現(xiàn)出來。在整體鋼架完成后,可將電機(jī)箱和軸承箱放置于上,并測量好其所占面積,在電機(jī)箱和軸承箱周圍加固鋼板,確保電機(jī)箱和軸承箱不會因?yàn)橐L(fēng)機(jī)的正常振動引起傾斜甚至滑落。
考慮到電機(jī)箱和軸承箱的工作性能,還可鋼架的內(nèi)測上角設(shè)置排風(fēng)系統(tǒng),加快對電機(jī)箱和軸承箱的散熱,從而確保整個引風(fēng)機(jī)能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。電機(jī)箱和軸承箱的固定腳架在設(shè)置初期會損耗一些人力物力,但一旦完成,將大大降低引風(fēng)機(jī)的故障發(fā)生率。
綜上所述,引風(fēng)機(jī)振動超常是一種非常常見的故障類型,不同型號引風(fēng)機(jī)振動超常的原因也不盡相同。但一般來說,引風(fēng)機(jī)振動超常的原因是相似的。因此,針對這些原因,找到相應(yīng)的解決方案,可以保證引風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行。引風(fēng)機(jī)在冶金企業(yè)中起著非常重要的作用,因此,相關(guān)企業(yè)在對引風(fēng)機(jī)進(jìn)行管理時,一定要努力提高引風(fēng)機(jī)的維護(hù)水平,從而最大程度地保證企業(yè)的正常運(yùn)行。不難看出,隨著時代的變化,新的科技手段層出不窮,各相關(guān)企業(yè)在管理及維修引風(fēng)機(jī)等設(shè)備時,也應(yīng)該及時更新廠內(nèi)人員的管理水平和維修手段,始終以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度對待工作,更好地推動企業(yè)前行。