论风机振动故障原因分析

论风机振动故障原因分析

顾金宝

大庆石化公司化肥厂合成车间黑龙江大庆163714

摘要：随着科技的发展，风机在化工行业使用更加广泛，风机在使用过程中，由于各方面的原因，致使风机振动加剧，风机运行中出现最多、影响最大的就是振动，致最后损坏，给企业的安全管理、生产组织以及效益等带来较大影响，而风机在使用过程中存在振动是不可避免的，严重的还会造成重大的设备事故，如何确保风机振动控制在技术范围内，以及风机振动超过技术范畴时，当振动故障出现时，尤其是在故障预兆期内，迅速作出正确的诊断，具有重要的意义，及时进行判断及处理显得尤为重要，也是各个行业技术部门关注的焦点。下面就引起风机振动的故障原因、故障因素、处理办法，谈一点自己的看法。

关键词：风机；振动；分析

风机的振动现象虽然复杂，但不同的故障模式总会表现为相应的振动特征。根据振动情况，振动在承力端的水平方向为最大，垂直及轴向较小，据此判断很可能是叶轮不平衡引起振动，风机的设计一般是根据风机的使用环境、温度、风量、风压、介质等来设计的，机制造厂家对风机的质量要求也影响风机的运转，风机设计不当，动态特性不良，运行时发生振动，结构不合理，应力集中，设计工作转速接近或落入临界转速区，热膨胀量计算不准，导致热态对中不良等，零部件加工制造不良，精度不够，零件材质不良，强度不够，制造缺陷，转子动平衡不符合技术要求等。机组内部的缺陷引起的振动是故障振动分析的信息源，振动故障诊断就是通过测量机组的振动数据和相关参数，结合旋转机械典型故障特征分析异常振动的原因。滚动轴承油膜涡动及油膜振荡引起振动分析电机单体运转所测数据，这表明电机本身运转情况较好，不存在异常振动源，所以电机滚动轴承油膜涡动及油膜振荡造成异常振动可以排除。如果轴颈或轴肩台加工不良，轴颈弯曲，轴承安装倾斜，轴承内圈装配后造成与轴心线不重合，使轴承每转一圈产生一次交变的轴向力作用，滚动轴承的固定圆螺母松动造成局部振动。如果径向振动大则为两轴心线平行，轴向振动大则为两轴心线相交。振动为不定性的，随负荷变化剧烈，空转时轻，满载时大，振动稳定性较好，轴心偏差越大，振动越大，电机单独运行，振动消失，风机的安装精度要求对风机运转起着至关重要的作用，由于安装不良造成运行过程中转子的变形或转动件与静止件发生摩擦，由于轴承质量或运行保养不良造成损坏，在造成风机震动的同时还会造成轴磨损。如安装精度未达到安装要求，对风机运行将起着破坏作用。在风机使用过程中，对风机维护、保养的好坏，对风机的运行质量起着决定性作用。润滑或者冷却不良，转子局部损坏或结垢，启停机或升降速过程操作不当，热膨胀不均匀或在临界区停留时间过久等。气流激振力造成的振动、进入风机的气流压力、流量的变化引起的工作状态的改变，气流中粉尘浓度不均，气流对叶片的腐蚀转子不平衡。以振动检测分析为基础的故障诊断，可较好地探寻现场旋转机械的振动原因。有些与风机故障有直接关系，供油系统的动态特性引起轴承各种形式的振动，油膜涡动和油膜震荡也可以引起风机振动。引起除尘风机异常振动的原因可能有不平衡、偏心、轴弯曲、结构框架松动、支撑轴承配松动、不对中、共振等。转轴组件不平衡引起振动，许多微小的粉尘颗粒当它们通过循环风机时，在气体涡流的作用下会被吸附在叶片非工作面上，造成转子质量不平衡的原因主要有，叶轮磨损不均匀或腐蚀，风机的作用就是将生料粉经旋风收尘器收集，余下的少量生料粉经循环风机带动电除尘器，这样许多微小的粉尘颗粒随同高速的气体一起通过循环风机，使叶片遭受连续不断地冲刷。叶片表面有不均匀积灰或附着物，这种振动稳定性很差，与负荷无关，振动的振幅在水平、垂直、轴向三个方向均有可能最大，以前处理叶轮不平衡的办法都是采用静平衡法，根据盘动叶轮位置变化的不同，以及在实际工作中所总结的经验，找到应加配重的重量和位置，振动的精密诊断要借助频谱分析，运用频谱分析可以准确判断轴承损坏的准确位置和损坏程度，当转轴组件振动异常时，由于不平衡造成的可能性较大，对于不平衡引起的振动，振幅的增大同转速成正比。转子不平衡引起的振动由原始制造误差或安装不均匀导致的质量不平衡，空心叶片内部粘灰或个别零件未焊牢而位移时，测量的相位角值不稳定，其振动频率为30%～50%工作转速。转子的弯曲变形、转子部件松动或转子部件的不均匀磨损等，振幅随转数升高而增大，振动频率与转速频率相等，振动稳定性比较好，对负荷变化不敏感，在现场发生的风机轴承振动中，属于转子质量不平衡的振动占多数，转子不平衡引起的振动的特征，振动值以水平方向为最大，而轴向很小，并且轴承座承力轴承处振动大于推力轴承处，一般设备在使用时都有一定的年限，达到一定年限设备性能将恶化，对于风机来讲也是如此，转子挠度增大或动平衡劣化，转子局部损坏、脱落或产生裂纹，零部件磨损、点蚀或腐蚀等，配合面受力劣化，检查叶轮发现叶轮磨损严重，系磨损不均匀所至，经进行动平衡试验，产生过盈不足或松动等，破坏了配合性质和精度，可以看出各种缺陷所对应的异常现象中，振动是最普遍的现象，抓住振动监测就可以判断出绝大多数故障，而且振幅随转速的升高而增长很快，转速降低时振幅可趋近于零，再用听针听承力轴承声音正常，检查地脚螺栓完好，轴承和基础原因可排除，联轴器问题也不可能。机器基础沉降不均匀，机器壳体变形。风机的安装精度要求对风机运转起着至关重要的作用，如安装精度未达到安装要求，对风机运行将起着破坏作用，安装时原动机与工作机的连接不对中，轴瓦偏斜或不同心，在运行中由于原动机和工作机的温升不同造成的热不对中等，机器几何参数调整不当，转子长期放置不当，改变了动平衡精度，未按规程检修，破坏了机器原有的配合性质和精度，通过对除尘风机内部的运转情况进行监测分析，预测和诊断机器的运行状态，以采取相应的措施来减小振动。

风机的振动问题是很复杂的，但只要掌握各种振动的原因及基本特征，目前采用的振动故障分析和检测方法很多，但均不完善，而针对轴磨损后造成的振动，可以实施现场修复。一般来讲，引起风机振动的原因及处理办法有许多，且诊断出相应问题后没有相应的解决方案，造成维修维护不及时或维修技术滞后。不管遇到任何设备故障，只要把故障原因分析清楚，加上平时多积累经验，面对风机震动的原因，需要具体问题具体决绝，像叶轮腐蚀、磨损、积灰等引起的振动必须进行拆解修复。有针对性的将故障排除，基本上能保证设备运行在技术范围内。就能迅速和准确判断风机振动故障的根源所在，进而采取措施，提高风机的安全可靠性。

参考文献：

[1]李程平，国内风机术发展概况，北京化学工业出版社，2005.9

[2]程学智，风机常见故障分析，中国矿业大学出版社，2008.3

[3]冯元成，风机改造的模拟计算和可行性探讨，中国矿业大学出版社，2007.3.