風機振動故障處理探討

梁艷秋

摘 要：風機振動故障模式會因設備結構、安裝方式、運行工況不同而各異。現場診斷和治理要從多方面入手，采用科學的分析手段，注重故障細節表征。風機振動機理分析法和頻譜分析法對風機振動故障分析是行之有效的方法，在實際問題中合理運用一種或多種結合運用將起到事半功倍的效果。實踐證明，綜合運用上述方法對風機振動的大力整治，使風機振動故障率大大降低，有力地保證了通風系統的高效穩定運行。

關鍵詞：風機；振動；診斷

一、風機振動評價標準

風機作為一種量大、面廣的通用機械設備，其有著廣泛的使用范圍。振動故障作為風機故障中常見的一類故障，其對于生產、運行以及環境都會產生較大影響。雖然如今風機設計和制造技術都有了較大進步，但是工業發展也對風機的性能有了較高的要求，風機振動故障也變得越來越復雜。風機振動測點主要布置在風機軸承座，測量振動執行的標準為《JB/T 8689—1998 通風機振動檢測及其限值》。根據標準，按振動速度度量，要求風機振動的剛性支承VRMS≤4.6 mm/s，撓性支承VRMS≤7.1 mm/s。通常情況下，低頻（f≤5 Hz）時的振動強度由位移值度量，中頻（5 Hz二、風機振動原因分析

影響風機振動的因素很多，如設計制造上的缺陷、安裝技術水平、系統參數變化等，都會引起風機振動故障。一般來說，風機振動的原因可以分為機械方面和工作介質2 大類。機械方面：（1）轉子不平衡導致的振動：①在進行制造的過程之中出現誤差，或者是在進行安裝的過程之中出現不均勻，導致質量不平衡；②轉子彎曲變形，或者是有部件出現了松動，或者是轉子部件上出現了不均勻磨損等情況。（2）系統安裝誤差引起的振動：①安裝時驅動電機和風機的連接不對中；②皮帶張力過緊或皮帶抖動過大；③節流器與機殼間隙不均勻；④地腳螺栓松動或設備安裝基礎不平；⑤系統管道變形。（3）動、靜部件間的相碰或摩擦引起的振動：①由于安裝不良造成運行過程中轉子的變形或轉動件與靜止件發生摩擦；②潤滑油脂不足或變質產生的動、靜干摩擦。（4）軸承間隙或軸向不當引起的風機振動：①軸承與軸不同心及軸水平度偏差較大；②軸承游隙超標。（5）軸系中其他設備故障引起的振動。（6）風機機殼剛性和強度不足引起的振動。（7）共振引起的風機振動。

工作介質：（1）氣流激振力導致振動、進入風機中的氣流壓力、流量的變化導致風機工作狀態出現改變。（2）氣流對葉片帶來的沖擊以及腐蝕導致的振動：①氣流之中的粉塵濃度不均勻會讓轉子的受力不穩定；②氣流對葉片帶來的腐蝕也會是的轉子不平衡。

三、風機振動故障診斷方法

一種良好的分析方法對解決實際工程問題有事半功倍的效果。風機振動故障診斷方法和種類較多，實用性較強的方法有2種：一是風機振動故障機理分析方法；二是振動信號分析方法中的頻譜分析法。風機振動故障機理分析方法。研究故障機理最常用的方法有魚刺圖分析法、因果分析法、邏輯流程圖分析法。魚刺圖分析法，因其形狀像魚骨或魚刺，故稱為魚刺圖分析法。例如，如果更換電機之后，風機振動特征卻沒有得到改善或者是出現明顯變化，那么和電機相關的因素就可以排除；在通過現場觀察之后，發現管道的狀態仍然良好，在風機運行的過程之中沒有出現管道劇烈顫動的情況，那么管道的因素也可以不作為重點考慮。這樣就可以將重點因素集中到風機本身以及基礎2 個方面。因果分析法，因果分析法類似魚刺圖分析法，該分析方法由果循因，因果關系明確對應。分析時由大類到小類，由粗淺到深入，逐步尋找故障產生的末端因素，然后在末端因素中通過排除法確定最終因素。故障產生的原因按縱向順序確定原因，每個原因再按橫向查找，末端因素就簡單明了。因果分析法適合質量管理（QC）小組成員采用“頭腦風暴”法查找原因。分析人員理論和實踐知識越豐富，分析得出的末端因素就越全面。邏輯流程圖分析法是對事物的各種已知條件進行利用，從事物之間所存在的內在相互關系出發，通過流程圖的方法，利用邏輯分析以及推理，對未知事物的結果進行推理判斷。邏輯流程圖分析法是一種常用的故障診斷分析方法，特別在汽車行業故障診斷中使用十分廣泛。該方法要求分析人員現場經驗豐富，邏輯思維嚴密，論證手段可靠性高。振動信號頻譜分析法，信號的分析有時域分析、幅值分析、頻譜分析。信號的頻譜X（f）代表了信號在不同頻率分量處信號成分的大小，能夠提供比時域信號波形更直觀、更豐富的信息。頻譜分析就是采用傅立葉變換將時域信號X（t）變換為頻域信號X（f）。

四、風機振動故障案例分析

燃料廠房通風系統B 列排風機在進行定期振動測量時，發現其電機輸出端垂直方向（2 V 點）振動值較大且超過了標準限值（7.1 mm/s）。28 日和29 日分別對該設備進行測量，振動值還有少量上升。經過現場仔細檢查，結果如下：①皮帶擺動比較大；②用聽針聽音，風機和電機軸承運轉聲音正常，風機殼體存在規律性、低頻的異常聲音；③通風系統風壓無波動狀況；④用振動測量儀器測量底座，發現電機輸出端下方的底座（工字鋼）振動值約14.5 mm/s，而底座其他各點振動值均在（4～8）mm/s；⑤橡膠減震墊存在老化現象。該風機轉速為1570 r/min，主頻26.25 Hz，是風機的轉頻（1X）。振動主要是由風機的一倍轉速頻率（26.25 Hz）。根據特征頻譜圖，初步診斷可能原因為：①轉子不平衡；②基礎松動；③皮帶磨損、松動所產生影響沒有在2 V 頻譜圖上清楚顯示，無法判斷，但不排除該原因。查閱該風機歷史檢修記錄。該風機曾經進行預防性解體檢修，包括對葉輪進行動平衡校驗、更換風機軸承、更換風機皮帶等。因此，排除轉子動平衡差的原因。擬定的檢修方案：①更換基座橡膠減震器，重新調整基座水平，要求水平度≤0.1/1000；②更換風機皮帶并對中，對中度要求≤1/1000；③調整皮帶張力到要求范圍（60～90）N。檢修完成后，重新啟動風機，進行品質再鑒定試驗，結果合格。

參考文獻

[1]商景泰.通風機實用技術手冊（第2 版）[M].北京：機械工業出版社，2011.

[2]王志遠，劉康.核電廠風機振動故障分析與處理[J].科技視界，2016（11）：109-110.

（作者單位：南方風機股份有限公司）