引風機風-6振動故障分析

俞培建 吳貞

摘要：我車間引風機風-6由于振動過大造成抽力不足，不僅對生產連續化產生了影響、而且產生巨大的噪音對操作人員的身心健康及安全造成了不利的影響，為此， 車間于2015年10月聯合維修公司技術部對風-6進行了現場動平衡校正、測試查找原因，最終通過葉輪校平衡、設備基礎加固解決了風機振動問題。

關鍵詞：風機; 振動; 分析

我車間引風機風-6（Y10-18ND 8D）位于框架結構廠房四層樓頂，設備額定轉速2900r/min，流量11561m?/h，，出口壓力0.004MPa，功率90Kw，其工藝路線為：焙燒爐爐4、5中的熱煙氣通過風-6抽提、與塔-2的物料經過瞬間干燥并抽提，通過三臺旋風，最終送入濕捕塔塔-4，凈化后的空氣從塔頂直排大氣。自2014年9月設備安裝以來通過測振發現風機一直存在振動過大的現象，最大振動值達到過60mm/s。雖然風機轉子經過拆卸進行過動平衡校正，振動稍有減小，但總體仍然較大。通過現場動平衡分析、查找原因最終解決了風機振動過大的問題。

1 平衡過程

風機轉速通過變頻電機控制，轉速范圍在900～2400轉。平衡采用單面動平衡的方式，轉速選擇在1500rpm。原始振動：一倍頻：33um，振動高點343度。

根據試重計算公式得出試加重量為38g，根據高點位置343度選擇在其對角線方向163度加試重。加試重后振動：一倍頻：3um，振動高點不穩定。

數據顯示平衡效果明顯，不再需要進一步的加重計算，平衡完成。

1.1 存在問題

1500轉平衡完成后，隨著轉速進一步的提升，發現風機振動值又開始增大，當轉速提升至2000轉時，振動達到200um，此現象不太符合剛性轉子振動變化的規律。

1.2 振動分析—啟停機測試

為了了解風機振動變化的規律，進行啟停機測試。數據如下圖所示：

從圖1.1、圖1.2看出風機軸承箱靠葉輪側水平方向轉速頻率振動相位從0到2038轉的過程中，發生了200度的變化，垂直方向變化了92度。

水平方向顯示轉子系統經歷了臨界轉速（固有頻率），垂直方向并未經過。說明轉子系統若工作在大約1900轉以上時，其支撐狀態由剛性變為撓性，則通過單面平衡無法對撓性狀態進行平衡，必須進行雙面動平衡才有可能進行平衡。通過對現場的實際條件觀察，也不具備進行雙面平衡的條件，故現場動平衡無法繼續進行。

通過聯系西安風機廠的有關技術人員得知，該型號的風機設計轉速就是2900轉，但具體其轉子的臨界轉速是多少廠家也并不清楚。

1.3 振動分析—錘擊測試

為了研究轉子系統的固有頻率問題，對風機軸承箱等部位進行錘擊實驗，數據如下圖所示。

通過實驗數據發現，在風機軸承箱處敲擊得到的固有頻率34Hz（2020轉）與水平方向發生最大振動時的轉速1922轉較為接近，說明轉子系統的狀態改變與軸承箱支撐系統的固有頻率激發有關。

2 動平衡分析結論

裝置開工時，風機轉速為2400轉，高于基礎整體結構的固有頻率1900轉，轉子系統處于撓性狀態，故單面平衡效果變差，振動較大，并且雙面平衡無法實施。開工正常后，風機轉速為1800轉，接近基礎結構的固有頻率，所以振動較大。將對風機進行如下改進：

（1）對風機及電機的基礎進一步加固，提高剛度，以減小風機在任意轉速下的振動。基礎加固后，根據振動情況，可再次嘗試進行現場單面動平衡。

（2）裝置開工時，風機轉速為2400轉，由于高轉速下風機轉子系統處于撓性狀態，且無法進行雙面動平衡，只能通過加固基礎，提高基礎的剛度，減小振動。

（3）裝置開工正常后，盡量保持風機工作轉速在1500轉以下，以遠離基礎共振區域，減小振動。

3 加固后分析

我車間風6基礎框架經過加固后，于2015年11月27日上午進行試車，試車過程及數據如下。

3.1 啟停機分析

風機轉速從0轉逐步提升到2400轉，升速過程的波德圖如下所示。

從圖1、圖2看出風機轉速頻率振動相位對比0轉和2400轉兩個點時，水平發生了30度的變化，垂直則變化了44度，兩個轉速節點并未像之前發生很大變化。另外發現風機整體支撐系統在1500轉附近存在一個固有頻率，但由于基礎剛度較大，并未激發出較大的振動值。

3.2 錘擊測試

為了研究轉子系統的固有頻率，對風機軸承箱部位進行錘擊實驗。

通過實驗數據發現，基礎加固后，風機軸承箱處低頻部分固有頻率發生改變，原來的34Hz、60Hz已經消失，新出現的固有頻率為25Hz和28Hz，但是由于基礎剛度較大，兩個頻率激發很不明顯。

3.3 頻譜分析

風機轉速2400轉時，風機軸承箱測點振動值（mm/s）如下所示：

驅動側：H：4.17，V：4.42，A：2.46

葉輪側：H：3.76，V：2.53，A：2.85

結論：1、基礎改造加固后（鋼板厚度有8mm更換為20mm），風6試車運行狀態良好，風機軸承箱最大振動值為4.4mm/s，運行平穩。2、基礎框架在1500～1600轉附近存在共振頻率，但是由于基礎剛度較大，振幅并不明顯。低速運行時，可將轉速避開此范圍。3、通過現場進行動平衡校正，使風機可以在高轉速下進行測試，解決了風機動平衡在機器上低轉速校正不準的問題。4、風機振動過大的現象解決，保證了生產連續化和人員及設備的安全。