振動電機(jī)選型及維護(hù)措施在化工及煤化工生產(chǎn)裝置中的應(yīng)用

蔣小東

（中煤鄂爾多斯能源化工有限公司，內(nèi)蒙古鄂爾多斯 017302）

0.引言

在目前大多數(shù)化工或者煤化工生產(chǎn)裝置中，振動類電動機(jī)日常運(yùn)行時由于設(shè)備特性，在線維護(hù)手段有限，多數(shù)為計劃性停車維護(hù)，但是此類電機(jī)基本為進(jìn)口成套設(shè)備，且為獨(dú)臺電機(jī)，裝置保證長周期穩(wěn)定運(yùn)行，就不能經(jīng)常計劃性停機(jī)維護(hù)。振動電機(jī)加注潤滑脂的方式主要有兩種：一種是采用增加自動加脂機(jī)完成，此種方式設(shè)備成本高，電動機(jī)加脂一般都是由智能控制器進(jìn)行自動控制，通過維護(hù)人員在控制器上進(jìn)行相關(guān)參數(shù)修改，對電機(jī)的注脂量、加注潤滑脂周期等參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，實現(xiàn)在線加脂，可以滿足電動機(jī)的在線定期加脂要求，但是在此過程中如自動加脂機(jī)出現(xiàn)故障情況，無法實現(xiàn)在線更換或維護(hù)，此種情況出現(xiàn)時則無法滿足電動機(jī)的定期在線加脂要求；另外一種是在設(shè)備檢修期間進(jìn)行，此種方式無法滿足關(guān)鍵設(shè)備需要長周期運(yùn)行的要求。基于多數(shù)振動電動機(jī)的定期加脂工作只能在設(shè)備檢修期間進(jìn)行，針對一些關(guān)鍵獨(dú)臺設(shè)備，需要長周期運(yùn)行，而計劃停車檢修周期往往小于電動機(jī)的維護(hù)周期，使得電動機(jī)的潤滑維護(hù)不及時、不到位，電動機(jī)的長周期穩(wěn)定運(yùn)行得不到有效保證[1]，另外，此類電機(jī)由于設(shè)備特性，長期屬于整體振動狀態(tài)，電機(jī)電纜容易出現(xiàn)斷線、電機(jī)接線柱容易出現(xiàn)斷裂損壞、電機(jī)地腳也容易出現(xiàn)損壞，這些因素都在很大程度上影響其長周期穩(wěn)定運(yùn)行，進(jìn)而嚴(yán)重影響裝置穩(wěn)定運(yùn)行。

1.振動電機(jī)的原理、分類、特點及主要應(yīng)用場合

1.1 振動電機(jī)的原理

振動電機(jī)是在轉(zhuǎn)子軸兩端各安裝一組可調(diào)偏心塊，利用偏心塊及軸高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力得到激振力。振動電機(jī)是動力源與振動源結(jié)合為一體的激振源。振動電機(jī)振動頻率范圍大，振動電機(jī)的激振力能耗小、噪音低、使用壽命長，且利用率較高。

1.2 振動電機(jī)的特點

（1）機(jī)體體積小、重量輕、機(jī)械噪音低、激振動力與功率配合得當(dāng)、振動力大；（2）振動電機(jī)是強(qiáng)阻型振動而不是共振，所以有穩(wěn)定的振幅；（3）振動頻率范圍大。電磁式激振器的振動頻率一般等于電源步率，是固定的，而振動電機(jī)的振動頻率能按照不同的用途任意選擇振動頻率和振幅，可通過調(diào)整轉(zhuǎn)速的辦法進(jìn)行大范圍的調(diào)整；（4）電源電壓波動的對其造成的影響較小；（5）能滿足不同工藝的要求，多機(jī)組合，可實現(xiàn)自同步；（6）激振力方向的改變，通過改變其安裝方式即可實現(xiàn)；（7）改變設(shè)備的激振力和振幅，只需要調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)子兩側(cè)的偏心塊的角度即可實現(xiàn)。（8）維護(hù)保養(yǎng)相對簡單，只需要定期維護(hù)保養(yǎng)更換軸承；（9）振動電機(jī)規(guī)格、種類齊全，能滿足各種情況下振動機(jī)械的使用需求。

1.3 振動電機(jī)燒毀的主要原因

振動電動機(jī)[2]的結(jié)構(gòu)圖（見圖1）是在電動機(jī)的轉(zhuǎn)子兩端各安裝一個相同質(zhì)量相同角度的偏心塊，利用電動機(jī)的高速回轉(zhuǎn)產(chǎn)生一定的激振力，帶動連接設(shè)備工作。由于其結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、安裝方便，能夠參與振動，且不需傳動裝置等諸多優(yōu)點，在各行業(yè)的應(yīng)用較廣泛。然而由于其結(jié)構(gòu)的特殊性，其電機(jī)運(yùn)行壽命往往大大低于一般電機(jī)，在振動篩的使用過程中振動電機(jī)燒毀也算是較常見的故障了，那么什么原因易引起此類故障發(fā)生呢？經(jīng)過分析，主要有以下幾個方面：

圖1 振動電機(jī)的結(jié)構(gòu)圖

（1）振動篩設(shè)備地腳螺栓的松動問題：這是造成振動篩設(shè)備電動機(jī)損壞的主要常見問題之一，由于振動電機(jī)本身結(jié)構(gòu)的特殊性，其兩端偏心塊每分鐘產(chǎn)生的激振力要上千次地沖擊地腳螺栓，故地腳螺栓非常容易出現(xiàn)松動，一旦有一個螺栓出現(xiàn)松動或損壞，其他螺栓也會在很短的時間內(nèi)出現(xiàn)問題，甚至頓壞或者斷裂，最終造成電機(jī)燒毀。

（2）振動篩設(shè)備安裝問題：由于振動電機(jī)的特性，兩端分別裝有質(zhì)量規(guī)格一致的偏心塊，且重量不輕，如設(shè)備安裝出現(xiàn)傾斜或垂直，則電機(jī)軸承的軸向要承受偏心塊的重力，在電機(jī)正常運(yùn)行時使得軸承長期受力，從而縮短使用壽命。

（3）振動篩電機(jī)兩端偏心塊的調(diào)整問題：在進(jìn)行偏心塊調(diào)整時，誤把電機(jī)兩端安裝的偏心塊的方向調(diào)反，使振動電機(jī)在正常運(yùn)行時產(chǎn)生一個空間扭矩，造成振動電機(jī)工作在一個非正常狀態(tài)，容易造成電機(jī)燒毀。因此調(diào)整偏心塊時，一定要保證其對稱和一致性，即兩端偏心塊要兩兩對應(yīng)，電機(jī)兩端偏心塊的角度一定要保持一致性，且固定螺絲要緊固。

（4）防護(hù)罩的密封問題：振動電機(jī)的運(yùn)行環(huán)境往往粉塵比較大，如果電動機(jī)防護(hù)罩密封不好，就會引起粉塵進(jìn)入電機(jī)偏心塊附近，造成電機(jī)運(yùn)行時偏心塊和電機(jī)定子軸之間產(chǎn)生摩擦，造成電機(jī)溫度過高，燒毀電機(jī)。

（5）環(huán)境溫度：設(shè)備輸送物料溫度不能過高。振動電機(jī)一般與設(shè)備本體的連接采用剛性連接，也就是屬于一個整體，如果設(shè)備輸送物料溫度過高，則很容易引起振動電機(jī)本體外殼的溫度過高，再加上振動電機(jī)沒有散熱風(fēng)扇，隨著電機(jī)的長時間運(yùn)行容易造成電機(jī)溫度過高，從而燒毀電機(jī)。

（6）散熱問題：而振動電機(jī)因無風(fēng)扇可散熱，全靠自然冷卻，同時往往工作環(huán)境多為粉料等，粉塵比較大，容易在電機(jī)表面形成堆積，隨著設(shè)備長時間的運(yùn)行容易引起電機(jī)繞組溫度過高，造成電機(jī)燒毀。

2.振動電機(jī)預(yù)防性維護(hù)思路

振動電機(jī)在煤化工運(yùn)用比較廣泛，比如聚丙烯、聚乙烯裝置的擠壓造粒單元，國內(nèi)目前基本都是成套進(jìn)口工藝，都帶有原裝進(jìn)口的振動篩設(shè)備，且都是獨(dú)臺重要設(shè)備，一旦停機(jī)就會造成造粒單元聯(lián)鎖停車，但是目前普遍的造粒的長周期運(yùn)行為120d左右，但裝置的計劃停車檢修周期一般都小于振動篩所用電機(jī)的預(yù)防性維護(hù)周期，經(jīng)常造成電動機(jī)因預(yù)防性維護(hù)不及時不到位，電動機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行達(dá)不到要求，嚴(yán)重影響生產(chǎn)裝置穩(wěn)定運(yùn)行，要么被動停車，要么故障停車。針對此現(xiàn)狀，經(jīng)過總結(jié)經(jīng)驗研究，通過一些預(yù)防性維護(hù)手段可以得到有效的改善，比如改進(jìn)電機(jī)加油方式、電機(jī)維修采用同時檢修、同時上線運(yùn)行、定期更換電纜，增加電纜減震措施等。

3.振動電機(jī)預(yù)防性維護(hù)的論述（以顆粒振動篩為例）

3.1 振動電機(jī)電源的維護(hù)

（1）顆粒振動篩供電柜為成套設(shè)備廠家自帶產(chǎn)品，供電柜的供電回路設(shè)計中只配置了電機(jī)馬達(dá)保護(hù)器，而且為兩臺電動機(jī)共用一套馬達(dá)保護(hù)器，同時未配置操作面板，無法在線查看馬達(dá)保護(hù)器的運(yùn)行數(shù)據(jù)及故障記錄，造成日常維護(hù)缺乏足夠的數(shù)據(jù)依據(jù)，針對此情況可以考慮對電氣回路控制回路進(jìn)行優(yōu)化，實現(xiàn)兩臺電動機(jī)保護(hù)分開配置，同時增加控制面板。結(jié)合實際情況，在對電氣回路馬達(dá)保護(hù)器通訊接口進(jìn)行改造，在柜門進(jìn)行擴(kuò)孔，增加RJ45延長線及擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)接口，將其安裝在柜門，實現(xiàn)在線通過手操器進(jìn)行查看實際運(yùn)行數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了在電機(jī)運(yùn)行情況下能查看運(yùn)行數(shù)據(jù)及故障判斷，同時可以快速判斷哪臺電機(jī)出現(xiàn)問題，加強(qiáng)了日常維護(hù)質(zhì)量，并且對工藝的操作提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)增加操作的準(zhǔn)確性。此改造成本較低，也能實現(xiàn)實際需求，如在不考慮成本的情況下，可以直接增加低壓自動化系統(tǒng)。

（2）連接電源：增加中間轉(zhuǎn)接箱、電纜定期更換檢查。振動電機(jī)的供電電纜由于設(shè)備特性，長期在振動情況下運(yùn)行，電纜一直擺動承受振動，在電纜選型上必須選用抗拉性四芯電纜，在電機(jī)電纜出口處不允許出現(xiàn)突然彎曲情況，電纜必須滿足一定的電纜彎曲半徑。另外，在設(shè)備框架或著附近安裝固定支架，且距離電機(jī)本體不宜過遠(yuǎn)，盡量保持在1m以內(nèi)，同時安裝固定電纜的電纜卡子，卡子處應(yīng)做好防磨措施且必須為絕緣材料，以免摩擦造成電纜損傷。接地要做到可靠連接，電纜的一端與接線盒內(nèi)的接地螺釘相連接，另一端和接地體連接且做到可靠接地。電機(jī)的外殼必須可靠接地。

結(jié)合振動電機(jī)的以上特點，應(yīng)該在振動電機(jī)附近增加中間轉(zhuǎn)接箱，同時振動篩電機(jī)的供電電纜由于振動電機(jī)的特性，容易損壞，常因振動摩擦損傷，造成電動機(jī)三相不平衡跳閘或斷相跳閘，最終造成電機(jī)燒毀。維護(hù)過程中應(yīng)做到電纜定期檢查，如發(fā)現(xiàn)有磨損或損壞應(yīng)及時進(jìn)行電纜更換，同時，盡量保證電纜型號規(guī)格相同。同時，定期檢查電機(jī)接線柱緊固情況，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

3.2 振動電機(jī)的潤滑保養(yǎng)

顆粒振動篩由于設(shè)備特性，始終保持劇烈振動狀態(tài)，無法對電動機(jī)進(jìn)行在線加脂，只能在擠壓造粒機(jī)組計劃性停車檢修期間進(jìn)行電動機(jī)軸承潤滑工作，但是裝置計劃停車檢修周期往往小于電動機(jī)的維護(hù)周期，容易造成電動機(jī)的潤滑保養(yǎng)不及時（軸承缺少潤滑油脂）使軸承損壞。

3.2.1 增加在線加脂

針對該設(shè)備的特殊性進(jìn)行技術(shù)改造，在電機(jī)兩側(cè)加油孔上分別安裝加工好的快速接頭（M8的高強(qiáng)度螺栓進(jìn)行切割，保留長度為20mm，沿垂直中心線打穿心孔（φ6mm）并拉絲扣，將快速接頭安裝在加工好的螺栓上），將長度為1000mm的兩根耐壓氣源軟管的一端分別插入電機(jī)兩側(cè)安裝好的快速接頭中；使用卡套接頭連接加油嘴和快速接頭（制作兩套）并安裝在固定支架上，將兩根耐壓氣源軟管的另一端分別插入與加油嘴連接的快速接頭中；使用耐壓氣源軟管一方面能承受加注潤滑油脂時的壓力，另一方面可以降低振動的傳遞，對振動篩電機(jī)加油方式進(jìn)行技術(shù)改造后，徹底解決了振動篩電機(jī)在運(yùn)行期間不能定期加注潤滑油脂的問題，且日常使用方便，可靠性高。

3.2.2 電動機(jī)潤滑脂及軸承選型進(jìn)行優(yōu)化

經(jīng)咨詢潤滑脂廠家及查看相關(guān)說明書，對電動機(jī)的潤滑脂進(jìn)行升級，由原來的殼牌佳度V220 S2升級為V220 S3(振動電機(jī)專用），同時對軸承進(jìn)行了升級，由原來的NJ315-E-TVP2-C4升級為FAG NJ315-E-M1-C4（銅保持架），由于振動電機(jī)的特點，沒有強(qiáng)冷風(fēng)扇，針對夏天環(huán)境溫度高時，電機(jī)溫度長期比較高的情況，加工了組件，利用1路儀表風(fēng)同時對兩臺電機(jī)的軸承兩側(cè)進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)，降低機(jī)體溫度。

3.3 振動電機(jī)檢修質(zhì)量優(yōu)化及日常維護(hù)

3.3.1 電動機(jī)檢修質(zhì)量優(yōu)化

振動篩電機(jī)為進(jìn)口成套設(shè)備，廠家電機(jī)內(nèi)部基礎(chǔ)數(shù)據(jù)一般不提供，振動篩電機(jī)本體主要故障多為電機(jī)軸承跑外圈，電機(jī)端蓋磨損，因備件或檢修時間等因素，多數(shù)單位采取的辦法是對故障電機(jī)進(jìn)行檢修或者更換后對設(shè)備立即投用，這樣就會造成1臺新電機(jī)和1臺舊電機(jī)同步運(yùn)行，可能會存在輕微的不同步情況，隨著設(shè)備的長期運(yùn)行引起電機(jī)故障的頻繁出現(xiàn)，無線循環(huán)造成電機(jī)的檢修始終無法達(dá)到同步且電機(jī)內(nèi)部基礎(chǔ)數(shù)據(jù)始終未能收集準(zhǔn)確，造成電機(jī)檢修質(zhì)量不高，且電機(jī)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)無法準(zhǔn)確收集。

針對此情況，進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，協(xié)調(diào)工藝?yán)迷炝Ｍ＼嚈z修機(jī)會，對兩臺振動篩電機(jī)同時下線，邀請國內(nèi)電機(jī)專業(yè)檢修單位技術(shù)人員對兩臺電機(jī)下線后進(jìn)行同時拆解，同時測量電機(jī)內(nèi)部基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，同時針對不同步的進(jìn)行加工件調(diào)整，最終達(dá)到同時檢修，數(shù)據(jù)一致且同時投用，保證了電動機(jī)的檢修質(zhì)量，也為后續(xù)的電機(jī)檢修提供了寶貴數(shù)據(jù)支持，保證了設(shè)備的長周期穩(wěn)定運(yùn)行。

3.3.2 電動機(jī)的日常維護(hù)

針對此類電機(jī)提早申報備件且同時購買兩臺，以實現(xiàn)兩臺電機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)同步檢修保養(yǎng)同步投用，盡可能地保證其運(yùn)行的同步性、一致性。同時，做好電機(jī)的預(yù)防性維護(hù)工作，如電機(jī)接線柱、電機(jī)地腳螺絲緊固情況、偏心塊的角度是否一致等，通過以上工作開展可以大大減少此類電機(jī)的故障率。

4.結(jié)語

在化工或者煤化工區(qū)域中，振動篩電機(jī)多數(shù)由進(jìn)口廠家成套提供，電機(jī)的長周期穩(wěn)定運(yùn)行一直是一個不太好解決的問題，在此情況下，如何采取有效措施解決此類問題是大型企業(yè)需要面臨的共同問題。綜上所述，根據(jù)現(xiàn)場實際情況而制訂的以上的措施，提高了振動篩電機(jī)的預(yù)防性維護(hù)及日常檢修質(zhì)量，并且對工藝的操作提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，增加操作的準(zhǔn)確性，有效地降低了因振動篩電機(jī)因日常維護(hù)保養(yǎng)不到位等原因造成設(shè)備損壞，導(dǎo)致機(jī)組非計劃停車，可以應(yīng)用到同類型化工企業(yè)中。

振動篩設(shè)備目前在同類型PPPE裝置中普遍應(yīng)用，且基本采用進(jìn)口設(shè)備，設(shè)備質(zhì)量及運(yùn)行穩(wěn)定性較好，但是設(shè)備內(nèi)部數(shù)據(jù)相對保密，不對外，日常維護(hù)缺少有利手段，往往是救火式維護(hù)的方式進(jìn)行。通過該技術(shù)方案改造和執(zhí)行后，可以解決同類型設(shè)備因維護(hù)保養(yǎng)不到位而引起非計劃停車，具備較好的推廣性。在同類設(shè)備上可以全面應(yīng)用，應(yīng)用后既豐富了運(yùn)行設(shè)備數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控和預(yù)防性維護(hù)手段，也可以進(jìn)一步提升設(shè)備管理能力，這樣，可有效解決大多化工企業(yè)因此類電機(jī)的故障造成的直接經(jīng)濟(jì)損失，也提高了連續(xù)生產(chǎn)的可靠性，為企業(yè)的安全生產(chǎn)提供可靠的保證。