离心风机的故障诊断及实例分析
发表时间：2020-08-10 09:43:31
离心风机的故障诊断及实例分析
【摘要】对离心风机振动异常的原因进行了分析，并通过在风机工作转速时现场振动检测及故障诊断，综合分析轴承频谱图及风机实际振动现象，准确判断故障位置。
【关键词】离心风机；振动；故障诊断；频谱分析
前言
离心风机在冶金企业用途较广，如转炉一次除尘风机是保证煤气除尘效果和煤气回收的关键设备，加热炉煤气引风机、空气引风机、鼓风机等是加热炉燃烧系统关键设备，但是在长期的运转过程中，会由于转子磨损、积灰或轴承疲劳等原因可能会导致风机振动增大。如果风机的振动超过规定的范围，可能会引起轴承或轴瓦的损坏、风机地脚螺栓松动、风机机壳或叶片损坏等故障，从而使风机工作性能下降，甚至可能会导致无法工作，对生产造成极大地影响。严重的也可能会因振动而造成重大安全事故，如风机转子飞出。所以判断风机振动超标的原因，并能对不同的故障现象分析做出故障原因分析，提出合理的处理办法，能为企业节省大量人力、物力、财力，经济效益显著。
一、振动原因及振动特征分析
风机如果在运行中出现故障，轴承座的振动一般都会发生变化。利用便携式振动检测仪器采集轴承座径向和轴向的振动信号，通过对时域波波形、频谱波形、时域指标等一系列数据进行分析，提取故障特征，进行故障诊断。引起轴承座振动大的原因，一般是振动由小变大缓慢发生的过程，但也有可能会突然变大。采用便携式振动检测仪器对风机的轴承座进行振动信号采集，利用时域、频域、时域指标等分析故障原因，寻找故障点，做到有针对性的计划检修，确保生产稳定顺行。
1.1 转子偏心质量
风机出现的轴承座振动增大时，尤其是振动突然变大时，多数情况是由转子偏心质量引起的。造成转子偏心质量的原因主要有：
（1）转子在出厂时存在偏心质量；
（2）风机在运行过程中引起转子不均匀的磨损或腐蚀；
（3）转子表面附着物突然发生掉落；
（4）叶片因强度不足开裂或折断；
（5）对开裂的叶片补焊后未做动平衡。
转子质量偏心的振动特征：( 1 )水平方向振动最大，主要以旋转频率为主；
（2）波形近似正弦波；
（3）水平和垂直方向的相位差约90°；
（4）振动幅值随转速提高而增大。针对转子质量偏心引起的振动问题可以通过做转子现场动平衡来解决。
1.2 轴承异常
风机轴承有的为轴瓦安装形式，有的为滚动轴承安装形式。轴瓦异常引起的振动，故障特征较简单，下面讲述的轴承为滚动轴承出现故障的振动及特征分析。
1.2.1 轴承安装不当
轴承的装配有问题，如轴承安装尺寸偏差较大或使用蛮力进行安装，尤其是双列轴承可能会造成滚道承受的载荷不均匀等，导致轴承表面凹凸不平。
其振动特征为：
（1）可能会出现轴向振动较大，径向偏小；
（2）振动频率与转动频率相同；
（3）也可能会出现轴承的故障频率特征；
（4）若径向垂直较大，且出现转频的1 倍频、2 倍频等多倍频，考虑轴承紧力问题。
1.2.2 轴承表面损坏
在运输过程中，轴承包装不好，可能会受到振幅较小的摇摆，造成滑动磨损，在安装过程中若异物落入，在运行过程中轴承润滑不良、对中不良等，都会造成轴承滚道表面损伤或剥落、保持架碎裂、滚动体磨损等，使轴承的振动特征发生变化。振动表现特征为：
（1）故障早期振动加速度会增大，且峭度值大于3；
（2）故障中晚期振动加速度逐渐减小，且振动速度增加，振动速度频谱中会出现轴承相应的故障频率。
1.3 其他振动分析
1.3.1 转子自身故障
转子中叶轮一般与轴之间的连接是通过键连接，有的大型转子中叶片与轴系轮毂间连接是通过铆钉连接的，当铆钉或键连接出现松动问题时，转子振动也会变大。振动表现特征为：
（1）径向和轴向振动都会变大，轴向振动尤为明显；
（2）铆钉松动可能会出现旋转频率的1 倍频、2 倍频等多倍频，振动能量多分布在高频处。
1.3.2 不对中
风机在安装过程中可能会出现风机转子和电机转子不同心，或者风机在长时间运行过中由于基础松动、轴承磨损大等引起轴系同心度发生变化，引起风机振动变大。振动表现特征为：
（1）转子径向振动出现转频的2 倍频，以1 倍频和2 倍频分量为主，不对中越严重，2 倍频所占比例越大；
（2）转子轴向振动频率在转频的1 倍频、2 倍频甚至3 倍频有稳定的高峰，一般会达到径向振动值的50% 以上，若与径向振动同样大或者比径向振动大很多，表明情况越严重。
二、风机振动故障诊断实例分析
煤引风机是轧线加热炉燃烧系统设备，风机振动增大造成故障停机，会影响整个加热炉系统，从而造成事故停产。某产线加热炉煤引风机在更换完负荷端轴承后，轴向振动变大，现场采集数据
三、 结论
风机的振动问题复杂多样，但只要掌握了风机的各种振动原因及振动特征，结合平时积累的经验，就可以快速、准确的判断风机振动故障原因及故障点。总结了风机的振动原因及振动特征分析，通过技术手段以及现场实际经验提出了一些科学有效的判断方法，设备振动故障诊断等一些新技术、新方法在冶金企业的推广及应用，不但能提高设备管理和维护水平，还能缩短设备非计划停机和维修时间，为为生产长期稳定顺行提供技术保障。
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