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    風機振動和軸承溫度過高原因分析及怎樣解決

    發布日期:2022/5/5 15:42:09 瀏覽次數:

     1  風機作為一種通用機械設備,是煉鐵廠的大型關鍵設備,直接為熱風爐和噴煤等設備提供動力氣源。其運行狀況直接影響熱風爐和噴煤系統的安全、經濟、可靠運行;而風機運行出現異常,將直接導致熱風爐停燒和高爐停噴等事故。

      2 風機產生振動的原因

      對風機產生振動的原因分析,主要從以下幾方面入手。

     ?。?)葉輪本身不平衡所引起的振動,其產生的原因有:葉輪上的零部件松動、變化、變形或產生不均勻的腐蝕、磨損;工作介質中的固體顆粒沉積在轉子上;檢修中更換的新零部件重量不均勻;制造中葉輪的材質不絕對勻稱;加工精度有誤差、裝配有偏差等。轉子不平衡引起的振動的特征是振動值以葉輪側水平方向為最大,而軸向很小,并且軸承座承力軸承處振動大于推力軸承處,振幅隨轉數升高而增大,振動穩定性比較好,對負荷變化不敏感。

     ?。?)葉輪與主軸配合間隙過大引起的振動,其主要原因是葉輪在制作加工過程中加工精度有誤差,軸頭出現橢圓。還有在修復過程中檢修人員用細砂紙打磨軸頭,多次修復后,導致主軸頭與葉輪配合間隙過大。

     ?。?)主軸發生彎曲,其主要原因是風機長期處于停用狀態,主軸葉輪自重的作用下,發生彎曲變形。這種情況經常出現在正常運轉的風機停用后,為進行任何檢修,再次啟機時,出現風機振動超標的現象。再者主軸局部高溫也可使軸彎曲。主軸彎曲引起的振動的特征與葉輪不平衡基本相同。

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     ?。?)基礎或機座的剛性不夠或不牢,基礎鋼板薄弱、墊鐵松動、位移、地腳螺栓松動等。其主要原因是在風機基礎施工中,施工單位未按設計要求和施工規范施工,導致基礎強度不夠。這種振動的特征為有問題的地腳螺栓處的軸承座的振動最大。

     ?。?)聯軸器中心找正誤差引起的振動。風機與電機之間由聯軸器聯接,傳遞運動和轉矩,不對中是風機最常見的故障,風機的不對中故障是指風機、電機兩轉子的軸心線與軸承中心線的傾斜或偏移程度,風機轉子的不對中可以分為聯軸器不對中和軸承不對中。風機轉子系統產生不對中故障后,在旋轉過程中會產生一系列對設備運行不利的動態效應,引起聯軸器的偏轉、軸承的磨損、油膜失穩和軸的撓曲變形等,不僅使轉子的軸頸與軸承的相互位置和軸承的工作狀態發生了變化,同時也降低了軸系的固有頻率,使轉子受力及軸承所受的附加力導致風機的異常振動和軸承的早期損壞,危害極大。其振動特征為振動為不定性的,隨負荷變化劇烈,空轉時輕,滿載時大,振動穩定性較好。軸心偏差越大,振動越大;電機單獨運行,振動消失。如果徑向振動大則為兩軸心線平行,軸向振動大則為兩軸心線相交??拷撦S器的軸承振動增大。

     ?。?)聯軸器與軸配合間隙過大;彈性套間隙過大或間隙不均。其主要原因是聯軸器在制作加工過程中加工精度有誤差,聯軸器與主軸配合間隙過大;聯軸器柱銷孔孔徑加工過大;聯軸器兩側柱銷孔不同心等問題均可造成風機運行振動過高現象。其振動特征為振動為聯軸器側軸承水平振動高。

     ?。?)軸承磨損,間隙過大;軸頸磨損,軸承內套與軸頸配合間隙大。軸承裝配不良的振動,如果軸頸或軸肩臺加工不良,軸頸彎曲,軸承安裝傾斜,軸承內圈裝配后造成與軸心線不重合,使軸承每轉一圈產生一次交變的軸向力作用,滾動軸承的固定圓螺母松動造成局部振動。其振動特征為振動值以軸向為最大,振動頻率與旋轉頻率相等。

     ?。?)電氣方面的缺陷引起的振動:定子三相磁場不對稱,由于三相電壓不平衡,單相運行等原因導致磁中心錯位;定子鐵心或定子線圈松動,使定子電磁振動和噪聲加大;電機氣隙不均引起的電磁振動;轉子導體故障,有松動的零件等。

      3 風機產生振動的對策

     ?、湃~輪本身不平衡,葉輪不平衡可分為動不平衡(力偶不平衡)和靜不平衡(力矩不平衡)兩種。風機運行中很少產生動不平衡,消除動不平衡的方法是:拆除風機轉子,利用動平衡機對轉子進行平衡找平,通過平衡機找平的轉子,動、靜不平衡基本可以得到根除。靜不平衡可在現場利用三點平衡法進行找平。

     ?、迫~輪與主軸配合間隙過大引起的振動,對于新軸要依據圖紙進行校核,確保葉輪與軸的配合間隙。另外風機正常運行期間盡量減少檢修次數。由于每次檢修對于風機主軸都存在一定的磨修,這樣一來多次的修復會造成主軸的累積磨損,最終導致主軸報廢。還有葉輪與主軸安裝完畢后,軸頭用于鎖緊葉輪的鎖母必須緊固到位,一旦出現松動會造成風機振動影響檢修質量。

     ?、侵鬏S發生彎曲所引起的振動,主軸彎曲主要產生于日常點檢維護工作不到位,對長期停用風機,點檢和崗位人員必須每天進行手動盤車,每天盤車角度為60°~120°之間,防止由于風機長時間不運轉,在葉輪自重的因素下,主軸發生彎曲變形。還有風機在運行期間,必須每天進行點檢,確保風機油位正常,防止由于缺油軸承燒損,造成主軸局部受高溫彎曲變形。

     ?、然A或機座的剛性不夠或不牢,基礎鋼板薄弱、墊鐵松動、位移、地腳螺栓松動引起的振動。如果是風機底座鋼結構強度不夠,可將風機軸承座拆除,重新制作安裝底座鋼結構。如混凝土基礎強度不夠而產生的振動,處理起來就非常麻煩,如基礎主體已經出現裂縫,但不是由上至下的貫穿縫,可臨時進行處理,此時需要拆除風機軸承座,將開裂部分鑿除,并在基礎本體上鉆孔埋膨脹螺栓,然后在原有基礎外側支鋼板并用膨脹螺栓固定,采用高鋁水泥或CGM澆注料進行基礎澆注。在澆注的新基礎上調整風機轉子和電動機的同心度,調整風機軸承座的水平度和兩座間的水平度和同心度達要求,然后緊固地腳螺栓并將調整墊子與鋼板底座焊接固定。最后一種情況就是基礎報廢,重新澆注。由于基礎引發的風機振動,在正常生產時,處理較為困難。因此要求在風機基礎施工時就要做好質量把關工作,否則一旦風機投入使用,將給日常維護帶來很多麻煩。

     ?、陕撦S器中心找正誤差引起的振動。主要是由于檢修人員在對電機找正過程中未按標準進行作業,導致風機與電機軸存在平行或相交誤差;也可能出現聯軸器兩端面不平行和間隙過大或過小。電機找正過程中,要求電氣、機械點檢人員,現場全過程質量跟蹤,隨時掌握調整數據,通過數據判斷電機找正情況,防止檢修人員弄虛作假。

     ?、事撦S器與軸配合間隙過大,彈性套間隙過大或間隙不均引發的振動。這類振動一般出現在更換聯軸器的時候,對于所要更換的聯軸器依據圖紙進行校核,確保聯軸器與軸的配合間隙;控制柱銷孔孔徑尺寸和聯軸器兩側柱銷孔同心度。另一種情況是只更換電機側或風機側的聯軸器,由于兩側聯軸器不是同期同批加工,很難保證聯軸器兩側柱銷孔同心度,因此建議在更換聯軸器時,盡可能的一次更換一付。

     ?、溯S承磨損,間隙過大;軸頸磨損,軸承內套與軸頸配合間隙大。風機軸承在風機運行中始終處于高速轉動,因此不可避免的會出現磨損。因此要求點檢人員每天記錄風機振動值,掌握軸承的劣化趨勢,根據劣化趨勢制定科學合理的更換周期,做好預先維修的工作。在修復過程中,同樣會出現主軸多次修復后,軸承與主軸配合間隙變大的情況,根據軸承與軸的配合間隙。如軸與軸承間隙在0.010mm范圍內,可采用電鍍修復主軸軸承裝配部位;如軸與軸承間隙在0.025mm范圍內,風機轉速在1000r/min以下時,可采用主軸軸承裝配部位打麻點,配合使用固持膠的方法處理過大的配合間隙。另外要求更換軸承后,軸承必須安裝到位,同時軸承鎖固鎖母必須打緊,并配合止退墊使用。

     ?、屉姎夥矫娴娜毕菀鸬恼駝?,我們一般采用電機下線返廠修復處理。

      4 風機軸承溫度過高的原因

      對風機產生軸承溫度過高的原因分析,主要以下幾點。

     ?、棚L機兩側軸承包同心度存在加工和安裝誤差。這種情況經常發生于軸承包位于風機葉輪兩側,安裝時沒有按規范施工或基準點不準,兩側軸承包安裝后存在水平位移和標高誤差。還有一種情況是軸承包為一體式,軸承安裝位置的鏜孔在制造加工時出現兩鏜孔同心度超差,這種誤差基本上是無法消除的缺陷,可以說一旦出現軸承包就只能報廢。

      解決方法:拆除風機總成,對兩側軸承包進行找平找正。

     ?、骑L機軸承包自身存在傾斜,軸承在軸承包內呈傾斜狀態,導致風機軸承在運行時溫度高。其產生的原因是風機安裝、檢修質量不高,軸承在允許調節角度的臨界邊緣運行。

      解決方法:拆除風機總成及軸承包,軸承包重新找正。

     ?、禽S承包存在卡幫、軸承壓鉛過緊,導致軸承運行溫度過高。其產生的原因是風機運行時,由于軸承安裝位置兩側或頂部沒有間隙,高速運轉時軸承產生的熱量使內圈向外膨脹,而軸承外圈被軸承包側幫或頂部擠死,無法向外膨脹,導致軸承游隙減小,引發軸承燒損事故。

      解決方法:拆除風機總成或將總成吊起,對軸承包開瓦幫。

     ?、容S承運行異常,造成軸承發熱。主要是由于軸承疲勞磨損出現脫皮、麻坑、間隙增大引起的溫度升高,一般可以通過聽軸承聲音和測量振動等方法來判斷。

      解決方法:重新壓鉛調整軸承頂間隙。

     ?、奢S承包在鑄造過程中,內部水腔小,造成冷卻強度降低;軸承包水腔堵塞,冷卻水通過量小,導致軸承發熱。

     ?、瘦S承包未按標準加入規定的油脂。一般情況是崗位人員擔心風機缺油造成軸承燒損,在加油時加入量過多,這時現象為溫度持續不斷上升,到達某點后(一般在比正常運行溫度高10~15℃左右)就會維持不變,然后會逐漸下降。

      5 風機軸承溫度過高的對策

     ?、棚L機兩側軸承包同心度存在加工和安裝誤差。規范檢修作業程序,點檢人員現場把關,嚴格執行安裝風機檢修作業標準,控制質量。同時對新備件進行認真細致的尺寸核對,必要時可以聯系西部重工,在機床上校核軸承包鏜孔同心度。

     ?、骑L機軸承包自身存在傾斜,軸承在軸承包內呈傾斜狀態,導致風機軸承在運行時溫度高。解決的方法同樣是嚴格執行安裝風機檢修作業標準,控制質量。

     ?、禽S承包存在卡幫、軸承壓鉛過緊,導致軸承運行溫度過高。軸承包存在卡幫解決方法是:新軸承包安裝完畢后,對軸承包側幫進行測繪,把軸承放入軸承包軸承安裝位置并給一定的壓力,用塞尺測量軸承與瓦座的側間隙,根據數據用刮刀開瓦幫,開幫后軸承底部與軸承座接觸面不小于周長的1/3。軸承壓鉛過緊的解決方法是:調整軸承頂間隙,預留軸承受熱膨脹量。

     ?、容S承運行異常,造成軸承發熱??梢酝ㄟ^每天測量風機振動趨勢和聲音判斷,根據趨勢制定科學合理的更換周期。

     ?、奢S承包在鑄造過程中,內部水腔小,造成冷卻強度降低;軸承包水腔堵塞,冷卻水通過量小,導致軸承發熱。解決方法:軸承包在鑄造過程中,內部水腔小,造成冷卻強度降低,一般這種情況很少出現,但一旦是這個原因,那這個軸承包必須報廢。如果是軸承包水腔堵塞,則拆除軸承包,用酸洗泵對軸承包水腔進行沖洗。

     ?、瘦S承包未按標準加入規定的油脂。應當按照定期工作的要求給軸承箱加入規定的油脂和油量。

      6 結語

      風機故障的分析與診斷是一項實踐性很強的技術,診斷與處理的成功與否,經驗起了重要的作用,以上的知識是最典型、最單一的問題類型。而實際生產中,因振動產生的風機故障具有原發性和誘發性,原發性故障是故障的根源,它反映故障的本質。誘發性故障是原發性故障誘發產生的,它體現的是設備故障表現出來的現象。例如:葉輪不平衡,導致軸承缺陷,不平衡是原發故障,軸承缺陷是誘發故障;而不平衡又可能是部件磨損,或積灰等原因誘發的故障。誘發性故障在尚未形成時造成的一些現象,對故障的判斷很容易產生誤導。如:電機軸與風機軸兩軸心對中不好,就會對軸承造成過大的壓力,導致軸承部位振動增大,其表現出來的征狀很象是軸承磨損間隙過大造成的。誘發性故障表現出來的部位是設備的薄弱部位,所以比較容易診斷出來。而原發性故障其誘發因素很多,并且相互交錯,隱蔽得較深,故障的診斷較復雜,很難一次判斷準確。這又涉及振動故障的另一特性:單一性和多重性。實際生產中,純粹單一的振動故障是不多見的。辯證地講,即使是正常的設備,可以認為存在著很多微小的缺陷,如果振動較大,很可能是由于設備的綜合因素:包括設備的安裝、各部件的磨損、系統工藝參數的匹配等因素造成的;當設備尚能維持工作時,這些因素不構成故障,最多只能說設備狀態不理想,當振動超過標準危及正常運行時,其原因就比較難說清,而當某種因素成為主導因素時,診斷就相對容易,但這種情況又會引起誘發故障。所以嚴格地說,孤立的、單一的故障是不多見的。通常振動是風機故障最敏感的表現特征,對不同部位的故障,它的敏感程度是不同的,根據產生振動的原因,重點進行檢查。在故障原因難確定的情況下,應從最容易檢查的、最容易處理的部位入手,如:緊固各部位的的螺栓、添加潤滑油等,逐步向真正的故障部位靠近。結合風機振動故障的性質,通過分析現象就會比較準確、客觀地判斷出故障的原因,進而就可以成功地處理好風機振動故障。使工作少走彎路,避免誤入歧途,造成不必要的人力物力的浪費,甚至更換設備的浪費。


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