基于小波變換的離心風機故障診斷方法

劉文靜等

摘要：異常振動是離心風機故障的主要表現形式，嚴重時影響生產運行。引起風機振動的原因很多，本文運用小波變換對離心風機振動故障進行分析，總結出引起離心風機振動超標的主要原因，對故障點進行檢修。

關鍵詞：離心風機；故障診斷；小波變化

Abstract： Abnormal vibration is the main form of centrifugal fan failure， affecting the production when vibrating seriously. Many causes lead to vibration of the fan. Based on the analysis of vibration fault of centrifugal fan with the method of wavelet transformation，the article summarize the main causes of vibtation of centrifugal fan，making themaintenance of fault point easier.

Key words ： Centrifugal fan， fault diagnosis，wavelet transform

0.前言

現代大型機組的安全運營越來越受到業內的重視，而故障特征的提取和分類又是振動故障診斷技術中的關鍵問題。離心風機非正常振動是風機隱患的最顯著表現，也是事故發生的先兆。本文通過小波變化的診斷方法對非平穩信號分析，分解出時間與尺度平臺，使其時間、頻率局部化信息充分表現出來，探索出振動故障解決的方法，取得顯著效果。

1.小波分析方法介紹

1.1小波分析方法

小波分析方法是在時域、頻域內對信號進行分析處理，更好的反應信號的本質特征。時域和頻率構成了觀察信號的兩種方法，基于Fourier變換的信號頻域表示及其能力的頻域分布揭示了信號在頻域的特征，它在傳統的信號分析與處理中發揮了極其重要的作用。為了分析和處理非平穩信號，通過Fourier的變化推廣，對信號實現時間-頻率的聯合描述，接下來簡單介紹小波變換分析方法。

2.2故障原因分析

小波變換既保持了傅里葉變換的優點，又加入時頻分析過程。通過對上述信號頻率采用逐步精細的時域或頻域取樣步驟，從而聚焦到信號的細節，進行多分辨率的時頻分析，小波分解后，相對頻率可以看出系統異常點的出現頻率，重構細節的信息及近似信號，反應出故障振動信號的特征，通過時頻圖分析出振動的故障發生點：

（1）軸承運時，內圈、外圈滾道表面及滾動體表面的損傷引起振動和噪聲；

（2）滾動體在這些凹凸面上轉動，產生交變的激振力引起設備的振動；

（3）滾動體的尺寸大小不一造成軸承振動；

（4）軸的彎曲導致軸承偏移，轉動時產生的振動；

（5）安裝過程中軸承游隙過大或滾道偏心時引起軸承的振動；

3.振動故障處理

3.1更換軸承，緊固軸承座，保證軸與孔的定位

拆卸軸承后，軸承內外圈有魚鱗狀的點蝕小坑，滾動體脫出保持架。對損壞的軸承進行更換并調整軸承座，重新組裝在原來的位置，以免產生新的不平衡。另外，如果導致的振動與機器或結構的某些部件產生共振，可能造成更嚴重的振動，為了防止這類誤差，從平衡軸拆下轉子時在孔與軸接觸點做標記，安裝時在水平放置的軸上滑動轉子，直到標記處相對時，在這個位置卡緊。

3.2葉輪安裝

安裝葉輪前使用磁粉探傷檢查葉片裂紋及傷痕，更換破損的葉片與原葉片材料一致。裝配葉片時將葉片逐個過稱，將質量最小的葉片，放在葉輪圓盤的對稱位置上，減少葉輪的不平衡度。

3.3聯軸器裝配

連軸器安裝不對中相當于對該轉子施加了一個不平衡的負荷。因此，半連軸器與軸頭的配合緊密，高速轉子的軸頭配合接觸面需保證大于80%，并保證其端面與中心線的垂直度。

4.結論

按照上述方案維修后對同一點A進行振動測試，并對數據進行小波分析，處理后故障特征頻率消失如圖6所示。

本文通過運用小波變換對離心風機的振動故障進行分析，實現風機轉子組件的平衡及對中，在安裝過程中嚴格執行作業標準，減少了停機時間，優化維修資源，使之達到技術要求。今后的維修過程中，我們將結合小波變換診斷技術對離心風機振動軸心進行準確、有效的診斷。

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