引风机风-6振动故障分析

俞培建 吴贞

摘要：我车间引风机风-6由于振动过大造成抽力不足，不仅对生产连续化产生了影响、而且产生巨大的噪音对操作人员的身心健康及安全造成了不利的影响，为此， 车间于2015年10月联合维修公司技术部对风-6进行了现场动平衡校正、测试查找原因，最终通过叶轮校平衡、设备基础加固解决了风机振动问题。

关键词：风机; 振动; 分析

我车间引风机风-6（Y10-18ND 8D）位于框架结构厂房四层楼顶，设备额定转速2900r/min，流量11561m?/h，，出口压力0.004MPa，功率90Kw，其工艺路线为：焙烧炉炉4、5中的热烟气通过风-6抽提、与塔-2的物料经过瞬间干燥并抽提，通过三台旋风，最终送入湿捕塔塔-4，净化后的空氣从塔顶直排大气。自2014年9月设备安装以来通过测振发现风机一直存在振动过大的现象，最大振动值达到过60mm/s。虽然风机转子经过拆卸进行过动平衡校正，振动稍有减小，但总体仍然较大。通过现场动平衡分析、查找原因最终解决了风机振动过大的问题。

1 平衡过程

风机转速通过变频电机控制，转速范围在900～2400转。平衡采用单面动平衡的方式，转速选择在1500rpm。原始振动：一倍频：33um，振动高点343度。

根据试重计算公式得出试加重量为38g，根据高点位置343度选择在其对角线方向163度加试重。加试重后振动：一倍频：3um，振动高点不稳定。

数据显示平衡效果明显，不再需要进一步的加重计算，平衡完成。

1.1 存在问题

1500转平衡完成后，随着转速进一步的提升，发现风机振动值又开始增大，当转速提升至2000转时，振动达到200um，此现象不太符合刚性转子振动变化的规律。

1.2 振动分析—启停机测试

为了了解风机振动变化的规律，进行启停机测试。数据如下图所示：

从图1.1、图1.2看出风机轴承箱靠叶轮侧水平方向转速频率振动相位从0到2038转的过程中，发生了200度的变化，垂直方向变化了92度。

水平方向显示转子系统经历了临界转速（固有频率），垂直方向并未经过。说明转子系统若工作在大约1900转以上时，其支撑状态由刚性变为挠性，则通过单面平衡无法对挠性状态进行平衡，必须进行双面动平衡才有可能进行平衡。通过对现场的实际条件观察，也不具备进行双面平衡的条件，故现场动平衡无法继续进行。

通过联系西安风机厂的有关技术人员得知，该型号的风机设计转速就是2900转，但具体其转子的临界转速是多少厂家也并不清楚。

1.3 振动分析—锤击测试

为了研究转子系统的固有频率问题，对风机轴承箱等部位进行锤击实验，数据如下图所示。

通过实验数据发现，在风机轴承箱处敲击得到的固有频率34Hz（2020转）与水平方向发生最大振动时的转速1922转较为接近，说明转子系统的状态改变与轴承箱支撑系统的固有频率激发有关。

2 动平衡分析结论

装置开工时，风机转速为2400转，高于基础整体结构的固有频率1900转，转子系统处于挠性状态，故单面平衡效果变差，振动较大，并且双面平衡无法实施。开工正常后，风机转速为1800转，接近基础结构的固有频率，所以振动较大。将对风机进行如下改进：

（1）对风机及电机的基础进一步加固，提高刚度，以减小风机在任意转速下的振动。基础加固后，根据振动情况，可再次尝试进行现场单面动平衡。

（2）装置开工时，风机转速为2400转，由于高转速下风机转子系统处于挠性状态，且无法进行双面动平衡，只能通过加固基础，提高基础的刚度，减小振动。

（3）装置开工正常后，尽量保持风机工作转速在1500转以下，以远离基础共振区域，减小振动。

3 加固后分析

我车间风6基础框架经过加固后，于2015年11月27日上午进行试车，试车过程及数据如下。

3.1 启停机分析

风机转速从0转逐步提升到2400转，升速过程的波德图如下所示。

从图1、图2看出风机转速频率振动相位对比0转和2400转两个点时，水平发生了30度的变化，垂直则变化了44度，两个转速节点并未像之前发生很大变化。另外发现风机整体支撑系统在1500转附近存在一个固有频率，但由于基础刚度较大，并未激发出较大的振动值。

3.2 锤击测试

为了研究转子系统的固有频率，对风机轴承箱部位进行锤击实验。

通过实验数据发现，基础加固后，风机轴承箱处低频部分固有频率发生改变，原来的34Hz、60Hz已经消失，新出现的固有频率为25Hz和28Hz，但是由于基础刚度较大，两个频率激发很不明显。

3.3 频谱分析

风机转速2400转时，风机轴承箱测点振动值（mm/s）如下所示：

驱动侧：H：4.17，V：4.42，A：2.46

叶轮侧：H：3.76，V：2.53，A：2.85

结论：1、基础改造加固后（钢板厚度有8mm更换为20mm），风6试车运行状态良好，风机轴承箱最大振动值为4.4mm/s，运行平稳。2、基础框架在1500～1600转附近存在共振频率，但是由于基础刚度较大，振幅并不明显。低速运行时，可将转速避开此范围。3、通过现场进行动平衡校正，使风机可以在高转速下进行测试，解决了风机动平衡在机器上低转速校正不准的问题。4、风机振动过大的现象解决，保证了生产连续化和人员及设备的安全。