粗軋機電機冷卻風機的故障診斷與分析

陳忠輝，張文金

(武鋼股份設備維修總廠，湖北 武漢 430080)

一、概況

三熱軋R2粗軋機為四輥可逆式粗軋機，其主要功能是將經過加熱爐加熱的板坯加工成中間坯。其主傳動部分為兩臺交流電機，它們通過萬向接軸分別傳動四輥可逆式軋機的上、下工作輥，冷卻則分別由兩臺離心通風機進行，各自風道獨立。

冷卻風機的正常運行是粗軋機主電機啟動和正常運行的必要條件。當冷卻風機因故障突然停機時，主電機會立即跳閘，造成主軋線停產，甚至會造成廢鋼或軋機周邊設備的損壞。因此在設備管理方面，冷卻風機的正常點巡檢和維護顯得尤為重要。

二、冷卻風機故障概述

1.冷卻風機性能介紹

該風機為DHF-TH-1600C型離心式風機，其傳動由電機完成，主要結構部件為葉輪和機殼。葉輪采用后傾扭曲葉片，葉片由鋼板焊接，采用了加強筋，機殼采用鋼板鎖邊結構，其主軸由45#優質碳鋼精密加工而成并在設計上有充分的安全性和抗疲勞性，其臺座用型鋼焊接，配用彈簧減震器進行了隔震設計，外形緊湊。風機配用的三角帶輪均為優質鑄鐵錐套帶輪，轉速為880r/min，流量為12 000m3/h，功率為185kW，全壓3 500Pa。傳動測點如圖1所示。

2.冷卻風機故障現象的初步診斷

在對冷卻風機的例行檢查中，發現風機外部各部位的連接螺栓都比較緊固，沒有松動現象；混凝土基礎（鋼結構整體座架）無顯著松動，電機軸承溫度、風機軸承座溫度、皮帶磨損等都在正常范圍。因此，初步懷疑造成風機振動較大的原因在風機機殼內部。

圖1 冷卻風機傳動測點示意圖

3.冷卻風機波譜分析診斷結論

采用RH7100C便攜式巡檢儀分別對R2上輥和R2下輥主電機冷卻風機的軸承1和軸承2的軸向、法向和徑向進行了振動信號采集，通過對R2上輥和下輥主電機軸承座處軸承振動信號進行比對分析，發現測點1的軸向有明顯異常。

圖2中，R2下輥主電機冷卻風機轉頻幅值高，并且有較高的二倍頻、三倍頻和1/2倍頻成分，較為復雜。圖3中，R2上輥主電機冷卻風機的振動能量集中在轉頻，幅值較小，屬于正常圖譜。這表明風機可能存在動靜摩擦、軸裂紋、轉子松動或葉片裂紋等較嚴重的故障。

圖2 R2下輥主電機冷卻風機振動頻譜圖

圖3 R2上輥主電機冷卻風機振動頻譜圖

圖4、圖5、圖6是R2下輥主電機冷卻風機的速度波形和1H及1A的加速度波形圖。可見，徑向在水平方向有轉頻周期存在，加速度波形有轉頻沖擊存在，并且峰值較高。在軸向和徑向顯著不同，有隨機性的很大的沖擊峰值出現。

圖4 R2下輥主電機冷卻風機速度波形圖

圖5 R2下輥主電機冷卻風機1H加速度波形圖

圖6 R2下輥主電機冷卻風機1A加速度波形圖

綜合分析認為，懸臂風機轉子軸向隨葉輪狀態的變化而變化，當出現不平衡時，軸向振動會顯著增加，當轉軸、葉輪輪盤剛度下降時，軸向仍最先變化。不穩定的峰值表明輪盤剛度的變化具有隨機性。通過振動分析，得出結論：轉軸或葉輪輪盤可能存在裂紋，其中輪盤裂紋的可能性更大。

4.以監護運行為維修策略

通過密集的振動跟蹤測試分析，發現振動趨勢未出現較大上升，幅值上下波動范圍不大。據此決定進行監護運行，當振動幅值顯著上升時及時搶修，或隨后安排進行轉子的檢查和更換。

三、結論

之后在檢查中，發現風機的葉輪輪盤上確實有長達800mm的裂紋。因為診斷準確，安排合理，維修隊伍以非常快的速度進行了轉子更換，投入使用后振動正常。

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