摘要：由于设备结构、安装方式和运行条件的不同，风机振动故障模式也不同。现场诊断和管理应从多方面入手，采用科学的分析方法，强调故障的细节表示。分析风机振动机理和频谱分析是分析风机振动故障的有效方法。本文账户要针对风机常见振动故障及处理进行套简要分析。
关键词：风机；振动故障；处理
1概述
通风机是一种将机械能转化为气体压力并通过输入的机械能向外输送气体的机械。它是一种由外部能量驱动的流体机械。目前，风机广泛应用于钢铁冶金、石化、火力发电、天然气回收、污水处理和核电等行业和领域。据相关调查，目前国内大型风机企业收入的95%来自钢铁、石化、火电、水泥等四大行业。在转炉冶炼系统中，中风机是必不可少的。主要用于管道系统中混合气体、粉尘等杂质的排放。实现了煤气回收和环境保护的效果。这种类型的风机一般采用离心风机。风量可达到10万m3/h，速度在600～3000 0r/min之间，原动机通常由6kV或10kV高压驱动，功率1000 kW的电机驱动。作为复杂环境下高速运行的大型机械，风机最常见的故障是振动。
2风机振动评价标准
风扇是一种体积大、面广的通用机械设备，用途广泛。振动故障是风机故障的一种常见故障，对生产、运行和环境有很大影响。虽然风机的设计和制造技术取得了很大的进步，但工业发展对风机的性能也提出了很高的要求，风机的振动故障也越来越复杂。风机振动测量点主要布置在风机轴承座上。振动测量的标准是“JB/T 8689—1998风机振动检测及其极限值”。根据标准，风机振动的刚性支承VRMS应小于4.6毫米/秒，柔性支撑VRMS应小于7.1毫米/秒。
3风机振动原因分析
影响风机振动的因素很多，如设计制造缺陷、安装工艺水平、系统参数变化等，都会引起风机振动故障。一般来说，风扇振动的原因可分为2类：机械和工作介质。机械方面：转子不平衡引起的振动：制造过程中出现的误差，或安装过程中的不均匀，导致转子质量不均、转子弯曲变形、零件松动或转子部件不均匀磨损。系统安装误差引起的振动：驱动电机与风机之间的连接不在中部；皮带张力过紧或皮带抖动太大；节气门与机壳之间的间隙不均匀；地脚螺栓松动或发生故障。设备基础不平坦；系统管道变形。由运动或静态部件之间的碰撞或摩擦引起的振动：转子在运行过程中的变形或旋转部件和固定部件由于安装不良而产生的摩擦，以及由于缺少润滑剂而引起的动静态摩擦。石油或石油的恶化。风扇振动引起轴承间隙或轴向不适当：轴承与轴不同中心和轴水平偏差较大；轴承游隙超出标准。轴系统中其他设备故障引起的振动。风机壳体刚度和强度引起的振动。风机的振动引起共振。
4风机振动故障诊断方法
一是风机振动故障机理分析方法，二是振动信号分析方法中频谱分析方法。风机振动故障机理分析方法最常用的研究失效机理的方法有鱼骨分析法、因果分析法和逻辑流程图法。鱼骨图分析法由于鱼骨或鱼骨的形状而被称为鱼骨图。例如，如果更换电机，风扇的振动特性没有改善或明显变化，那么可以排除与电机相关的因素。经现场观测，发现管道仍处于良好状态，风机运行过程中管道没有剧烈颤动。管道的因素不能被视为一个关键的考虑因素。这样，关键因素就可以集中在风机本身和基础的2个方面。因果分析和因果分析与鱼骨图分析相似。在分析中，从大到小类，从浅到深，逐步找到故障的终止因子，然后用最终因子中的消去法确定最终因子。故障的原因是按纵向顺序确定的。由于每个原因，结束因素是简单明了的。因果分析法适用于质量管理（QC）团队成员使用头脑风暴法找出原因。分析师的理论和实践知识越丰富，最终因素就越全面。逻辑流程图分析是使用所有已知的事物条件。从事物之间的内在联系出发，通过流程图的方法，运用逻辑分析和推理的方法对未知事物的结果进行推理和判断。逻辑流程图分析是一种常见的故障诊断方法，尤其是在汽车行业故障诊断中得到广泛应用。这种方法要求分析人员具有丰富的经验、逻辑思维和高可靠性。振动信号频谱分析法、信号分析有时域分析法、振幅分析法、频谱分析法。信号的频谱x（f）代表在不同频率分量的信号分量的大小，并且可以提供比时域信号更直观和更丰富的信息。频谱分析是通过Fu Liye变换将时域信号x（t）变换为频域信号x（f）。
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5振动故障的处理方案
5.1 针对质量不平衡故障的处理
某一轴流式风机，其转速为990r/min，在风机前后轴承的垂直和水平两个方向分别布置两个振动测点， 在风机侧水平方向和电机侧水平方向安装振动探头， 两者相差180°。 然后对风机进行首次调试试验， 发现风机侧水平方向的振动已经远远超过了跳机的保护值， 必须对其进行处理。 在测量振动数据中发现， 振动主要以基频为主导， 相位比较稳定， 水平方向上的振动较大。 在检查风机各个部件时发现无机械松动问题，振动探头的安装也没有问题，轴承之间的间隙合理，轴承螺栓正常，但是发现风道扩散段连接法兰的螺栓出现了松动，于是对螺栓进行扳紧，其他没有问题。 于是风机再次启动， 风机侧水平方向的振动下降， 两次振动相位数据相似，可以判断是质量不平衡问题。 然后加大转子叶片的质量， 风机的振动明显下降并恢复到正常。 从中可以看出， 处理解决因质量不平衡引起的振动故障， 首先应检查风机每一个部件有无出现异常， 尤其是机械松动问题， 另外， 检查转子叶片质量均衡问题，如果质量存在较大偏差，则可以通过逐渐加大质量来降低振幅。
5.2针对轴承异常引起振动故障的处理
某台风机转速为1450r/min，依据在风机的垂直和水平两个方向分别布置两个振动测点，当风机首次启动之后，发现其侧水平方向上的振动很大，但是振动幅度变化很小，且基频的相位比较稳定。 在对其进行动平衡处理后发现并不能降低振动，然后再对风机启动，发现再次启动后振动的数据和前一次相差很大，另外还存在启动之后振动先是很大，然后有慢慢减小的趋势，振动并没有持续上升。 在故障诊断中发现该振动故障可能是由于轴承异常引起的。 所以对该振动故障的处理是对风道扩散段进行检查，然后再对风机的轴承进行检查，发现其中滚动轴承出现铜套剥落问题，更换滚动轴承之后再次启动，风机的振动明显下降且慢慢恢复到正常运行。
6风机振动故障案例分析
某厂房通风系统B 列排风机在进行定期振动测量时，发现其电机输出端垂直方向（2 V 点）振动值较大且超过了标准限值（7.1 mm/s）。28 日和29 日分别对该设备进行测量，振动值还有少量上升。经过现场仔细检查，结果如下：皮带摆动比较大；用听针听音，风机和电机轴承运转声音正常，风机壳体存在规律性、低频的异常声音；通风系统风压无波动状况；用振动测量仪器测量底座，发现电机输出端下方的底座（工字钢）振动值约14.5 mm/s，而底座其他各点振动值均在（4～8）mm/s；橡胶减震垫存在老化现象。该风机转速为1570 r/min，主频26.25 Hz，是风机的转频（1X）。振动主要是由风机的一倍转速频率（26.25 Hz）。根据特征频谱图，初步诊断可能原因为：转子不平衡；基础松动；皮带磨损、松动所产生影响没有在2 V 频谱图上清楚显示，无法判断，但不排除该原因。查阅该风机历史检修记录。该风机曾经进行预防性解体检修，包括对叶轮进行动平衡校验、更换风机轴承、更换风机皮带等。因此，排除转子动平衡差的原因。拟定的检修方案：更换基座橡胶减震器，重新调整基座水平，要求水平度≤0.1/1000；更换风机皮带并对中，对中度要求≤1/1000；调整皮带张力到要求范围（60～90）N。检修完成后，重新启动风机，进行品质再鉴定试验，结果合格。
7结束语
综上所述，在风机振动故障问题中，最常见的是由于转子质量不平衡导致的振动， 另外， 还有机械松动、 轴承座刚度不够或轴承异常、积灰等引起的振动故障。 但是这些振动故障在典型频谱上往往都是以基频为主导， 所以很难判断是哪类振动故障。 因此， 在进行故障诊断和排除时，还需要借助振动测点的相位、振动的方向、 振动的稳定性和每次获取的振动数据等来进行分析判断。
参考文献
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论文作者:李伟
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/11/11
标签：风机论文; 故障论文; 转子论文; 频谱论文; 轴承论文; 水平论文; 方法论文; 《电力设备》2018年第17期论文;