田国福

（山钢股份莱芜分公司炼铁厂，山东济南271104）

摘要：运用振动分析仪现场检测风机波形及频谱图等方法，判断265m²烧结机环冷鼓风机在运转过程中振动数值超标故障，确定故障原因是由于转子不平衡导致。现场运用动平衡技术处理，消除了故障，使振动数值达到了合格水平。

关键词：烧结机；环冷风机；风机转子；振动分析仪

1  前言

山钢股份莱芜分公司炼铁厂4^#265m²烧结机配套280m²环冷机,环冷机配置5台冷却风机，环冷冷却风机是对烧结机所生产的烧结矿进行冷却的关键设备。在设备运行过程中，2#冷却风机因轴承座出现振动超标造成风机故障停机，不能同步环冷机正常运行，造成烧结矿温度偏高，影响输送皮带使用寿命。通过振动分析仪监测设备运行状态，结合故障参数数据、频谱图、波形图等进行分析,最终现引起故障的原因，并利用最短的时间进行了处理,确保了冷却风机同步环冷机开机运行^[1-3]。 

2  风机故障诊断分析

280m²环冷机配置5套G4系列鼓风机，鼓风机型号为G4-73-25D。风机流量324 000 m³/h，叶轮直径2.5 m，压力5 082 Pa，配套电机型号YKK5604-8-630 kW，10kV。 

经检测分析，引起风机振动的原因有多方面，主要有以下几点。

1） 风机转子不平衡。不平衡是旋转机械常见的故障，引起转子不平衡的原因有:结构设计不合理、制造和安装误差、材质不均匀、受热不均匀、转子部件（配重）脱落。运行中转子的腐蚀、磨损、结垢、零部件的松动和脱落等都能引起转子不平衡。

2） 风机转子不对中。不对中通常指相邻两转子的轴心线与轴承中心线的倾斜或偏移程度,转子不对中可分为联轴器不对中和轴承不对中；联轴器不对中又可分为平行不对中、偏角不对中和平行偏角不对中3种情况。

3 ）转子碰摩。受风机运行时间较长，机组运行参数不断提高，其间隙不断减小，以及运行过程中不平衡、不对中、热弯曲等因素的影响，经常发生转子摩擦故障。因转子摩擦部位不同，碰摩分为两种情况:转子外缘与静止件接触而引起的摩擦，称为径向摩擦;转子在轴向与静止件接触而引起的摩擦，称为轴向摩擦。从不同的角度，摩擦还可以分为局部摩擦和全面摩擦,早期、中期和晚期碰摩等。

4 ）油膜振荡。当转子转速升到比第1临界转速的2倍稍高以后，由于此时半速涡动的涡动速度与转轴的第1临界转速相重合即产生共振，表现为强烈的振动现象。油膜一旦发生振荡，将始终保持约等于转子1阶临界转速的涡动频率，而不再随转速的升高而升高。

3  故障检测及处理

3.1机组测点布置

环冷机2#冷却风机机组测点布置如图1所示。

3.2机组振动数据采集及故障分析

风机运行过程中振动突然加大,风机运行转速为740 r/min。使用振通904测量其水平振动位移达63.39 μm，超过报警值。测点数据分析见图2。

从频谱图及波形图中可以看出，其工频振值达63.39 μm，其波形图近似于正弦波，频谱图中谐波分量集中于基频12.5 Hz，并且出现很小的高次谐波，使整个频谱呈现出“枫树形”。通过分析，判定该风机振动故障主要为转子不平衡引起的。具体分析如下：1）通过测点振动趋势图分析，其测点IX振动值上升幅度较大，可以判定测点振值增大为振动量传递引起；2）风机运行过程中，将所有风机轴承座、电机地脚螺栓进行紧固，未发现地脚有松动现象，因此排除地脚螺栓松动引起的故障；3）通过波形及频谱图分析,判定其为典型的转子不平衡故障。

3.3运用VB8- II平衡仪对风机进行动平衡校正

1） 考虑到风机系统采用刚性转子，而且符合应用单面动平衡技术要求，故选用刚性转子测相平衡法处理此次动平衡故障。

2 ）粘贴反光片,选择外露的轴段，此段轴上用黑漆涂黑。待黑漆晾干后，用细砂纸打磨黑漆表面，打磨至不反光为止。然后将1片25 mm x 50mm的反光纸用瞬干胶粘牢至黑漆表面。

3） 将转速表座固定在轴承座钢结构底座上，速度传感器放置于表座卡盘上。振动传感器固定在轴承座两端。

4） 动平衡仪具体操作设置。动平衡测量就是测量振动的基频分量。先将“通频-选频”键按下，然后再按下“基频”和“位移”键，此时振幅指示即为基频、位移振动幅值。

5 ）测量初始振动矢量。准备完毕后，启动风机，待转速达到额定转速后，观察仪器显示转速，待转速稳定后，记录初始振动矢量（95μm，130°）。

6 ）计算试加重量。按照平衡仪器要求的平衡精度等级G，则所需试重为：

式中：M为转子重量，kg； G为平衡精度等级，mm/s； n为被平衡机器的最大工作转速，r/min； r为试重位置半径为mm；m为试重，g。

7 ）试加配重块。利用上述公式计算得出试重块m=450g，按照要求焊加在被平衡转子立面上，相位取0°。可写表达式（0.45，0°）。

8 ）第2次启动风机。待达到额定转速时，测取轴承座振动幅值和相位，其矢量以。（130μm，230°）。

9） 计算影响系数K。

计算得影响系数K （78，152°）。计算实际需加重量Q。

求得实际需加重量Q（1.21，236° ）。

10 ）焊加求得配重块Q。计算得出需加配重块质量1210 g，相位取236°。

11）重新开机，故障消除。

4  结语

判断风机故障,首先通过频谱图和波形图判断故障原因。采用现场动平衡处理故障省时、省力，节约费用。

参考文献：

[1]  周宝堂.振动测试分析与动平衡[M].杭州:浙江大学出版社，1991.

[2]  安胜利，杨黎明•转子现场动平衡技术[M]•北京:国防工业出版社,2007.

[3]  杨国安.机械设备故障诊断使用技术[M].北京冲国石化出版社,2007.