淺談轉動設備產生軸向振動原因及處理方法

茹言

（大慶石化公司化工二廠，黑龍江 大慶 163714）

轉動設備運轉情況是否良好，直接關系到能否實現安全生產。轉動設施運行情況不好可能會引發技術參數改變，給產品品質產量帶來負面影響，甚至可能會引起事故。設備振動而引發的設施受損幾率很高，振動信息當中通常包含有大量有關設備情況的信息，很多設備本身構造是否合理、是否滿足制造要求、運轉使用是否正常等問題，都可以根據振動情況包含的信息來作出判斷。由于振動信號信息很容易獲得，本篇文章將通過這種方法來預判轉動機器問題的嚴重程度，可以根據振動原理和原因分析結果，真正做到嚴密監測保護轉動設施。

1 轉動設備產生振動的原因分析

1.1 軸流式送風機電機軸向振動原因

1.1.1 振動產生的故障及特征

軸流式送風機在自身電機驅動端的中心位置，運轉時軸方振動幅度會伴隨運轉時間變長機而變大，振幅甚至達到0.150mm，而送風機電機運轉情況好壞會直接影響到設備整體運轉的安全穩定特性，因此在發現不良情況時需要立刻進行監測和分析。風機振動原因為轉子上面有沉積異物，且不能平衡、葉片出現一邊損壞，易導致不平衡、軸承損壞加劇、基礎形狀改變或中心偏離等異常情況。

1.1.2 振動產生的原因

通過上面對振動引發問題和特性的分析，發現引發軸方向振動的可能原因有兩個：第一個是因為軸承和軸承座裝配不當；第二個是因為外部傳遞。風機長時間連續運轉，不會引起電機軸承裝配歪斜或者膨脹不順暢問題。由此可以判斷最有可能的故障成因風機軸承故障。作用力通過軸和彈性聯軸器，傳送給電機側面軸承端蓋子，使電機軸向力增加。進而引起軸向振動增大。

1.2 離心式鼓風機電機軸向振動原因

1.2.1 振動產生的故障及特征

離心式鼓風機由于電機長時間運轉，導致電機聯軸器側端蓋處軸方向振動逐漸增加，技術人員通過全面檢查檢測電機和鼓風機，發現出現的異常情況和軸流樣式送風機器電機出現的異常情況一致，并且歸納出來離心式鼓風機出現振動之后的幾個明顯特性，第一，是鼓風機本身的徑向和軸向振動都比較小，第二，是振動最劇烈的位置是電機側的水平方向軸線，最嚴重時達到0.160mm，振動平穩，并且沿端蓋向周圍呈現輻射形狀變弱，邊緣地方僅有大概0.010mm；第三，是離心式鼓風機剛啟動沒有出現振動，運行了一段時間之后逐漸增加到0.160mm。第四,是對電機聯軸器側端蓋位置的軸方向振動做頻譜檢測，發現主要問題是一倍頻分數量，同時還有很少的高頻率分量，而且溫度比較高。

1.2.2 振動產生的原因

通過對上面振動出現問題和特性的分析，發現所有電機轉子運轉的時候都會散發出熱量，一旦不能膨脹，轉子會利用軸承內圈把軸方向力量傳輸給軸承里面的滾珠，從而傳遞到外圈，再作用到支撐端蓋子上面，在這種情況下，如果是軸承內圈子、外圈子和支出端蓋子裝配的時候和軸完全垂直，軸向力量均勻地產生在每一個滾動部件上，不足以引發振動。但是實際上不能確保軸承內圈、外圈和軸承座裝配的時候軸完全垂直，軸向力量也不能均勻地在每一個滾動部件上產生軸向力，相當于軸承內部圈出現偏離，轉子每一次轉動一圈，就會有一個軸向力量傳送到端蓋上面，具體表現為端蓋子沿著軸向振動，振動信息的頻率達到一倍，同時伴隨著軸承內部滾動部件在較高阻力下運轉，發生高頻率分量和溫度上升。

1.3 給水泵軸向振動的原因

1.3.1 振動產生的故障及特征

給水泵解體檢修后，試運轉過程中發現泵前端軸向振動較大，達到0.2mm，出現顯著的軸方竄動現象。中心偏差較大、軸扭曲，軸頸偏移擺動、聯軸機器安裝不好、基礎不穩定振動、基礎和電機出現共振等問題狀況，同時檢查分析之后發現有下面的特征：一是采用頻譜分析采集設備振動數據，主要部分是一倍頻率分量，同時出現顯著的低頻率波動；二是電機軸和前部泵軸，軸方向出現顯著的不穩定變動；三是電機軸承座和泵前軸承座軸向輕微振動。

1.3.2 振動產生的原因

通過對上面振動出現問題和特征的分析，會發現導致給水泵前部泵軸方向振動的原因是運轉過慢，而不是突然出現問題的，和運轉時間息息相關，通過振動位置和主要頻率分量分析，可能會出現以下因素：（1）推力盤偏移；（2）電機軸與泵前軸的齒形聯軸機器卡住；（3）電機軸和泵軸中間沒有空隙，經常互相碰撞或者距離過大，軸向擋圈套已經和軸齒緊密相連，從而導致電機連續推動或拉動泵軸。但上述情況發生在剛剛檢查之后，有可能是裝配的時候，軸向位置確定不準導致的，因此引起前部泵軸向振動的原因是電機和前部泵的齒形狀連軸機器齒長時間受損導致的。

2 轉動設備振動的處理措施

2.1 軸流式送風機電機軸向振動處理措施

風機更換軸承部件之后，運轉完全恢復，通過拆下軸承部件進行檢查，發現軸承部件3 口軸承中，有一口角接觸推力軸承裝配反了，在外圈上面出現的滾道沒有出現在推力角中心旁邊，而是出現在外圈較薄一側的邊上。通過上面的例子可以發現，雖然剛開始使用設備的時候，推動力軸承受到的力量較大，但是隨著使用時間的增加，導致軸斷面偏離，甚至偏離軸線，同時由于偏離向電機所在方向移動，導致電機軸受到軸向力增加。在軸流式送風機機體本身軸方向振動最明顯，因此需要改進風機振動測量位置，最好是把測量專用的探頭部件裝在軸流式送風機器里面的軸承部件上。

2.2 離心式鼓風機電機軸向振動處理措施

通過上面分析發現，引起振動的主要原因是軸承外圈在支撐端蓋內部卡住、不能隨意沿軸向移動。因此最好的處置方式是重新調整軸承外圈和支撐端蓋的配合公差，確保軸承在軸向有調整空間。可采用松動端蓋和電機外部螺栓的方式，在縫隙里加入墊片，以此增加調整間隙。采用這種方式調整后，振動情況得到解決。了解引發電機軸方向振動的機理是特別重要的，在安裝修理電機的時候，需要關注軸承外圈和支持端配合公差。

2.3 給水泵軸向振動處理措施

通過更換新的聯軸部件，同時重點改變軸向間隙，齒形聯軸器涂抹潤滑脂后，試運行正常。從處理的方法法和過程看，這是一個很典型的，因為不了解齒形聯軸器原理，而沒有及時維護保養導致出現的問題。在實際操作當中只需要在機泵切換后，利用停泵的時機對齒形聯軸器進行維護保養，延長聯軸器齒的使用時間。確保設施安全穩定運行，延長使用時間，這也是設備管理人員的管理方向。

3 結語

盡管目前國內的轉動設施軸向振動還不是設備監測的重要對象，但是設備制造廠家不能因為國家統一標準的缺失忽略了對軸向振動問題的檢測。特別是對于設備管理人員來說，應全面了解設備現狀，強化現狀檢測，提升設施可靠性和延長設備使用時間，更應正確、科學地對待振動故。