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导致风扇产生振动的原因以及对策

时间:2015-10-22 22:22来源:翔跃机电 作者:admin
从设备、工艺和维护几方面分析了可能导致散热风扇振动的因素,提出多种措施,改善了风机作业状况、工作环境,有效的解决了散热风扇振动问题, 延长了风机使用寿命。
  风扇作为一种通用机械设备,是炼铁厂的大型 关键设备,直接为热风炉和喷煤等设备提供动力气源。其运行状况直接影响热风炉和喷煤系统的安全、经济、可靠运行;而风扇运行出现异常,将直接导致热风炉停烧和高炉停喷等事故。
 
风扇产生振动的原因分析,主要从以下几方面入手:
 
  1、叶轮本身不平衡所引起的振动,其产生的原因有:
叶轮上的零部件松动、变化、变形或产生不均匀的腐蚀、 磨损;工作介质中的固体颗粒沉积在转子上;检修中更换的新零部件重量不均匀;制造中叶轮 的材质不绝对匀称;加工精度有误差、 装配有偏差等。转子不平衡引起的振动的特征是振动值以叶轮 侧水平方向为最大, 而轴向很小,并且轴承座承力轴承处振动大于推力轴承处,振幅随转数升高而增大,振动稳定性比较好,对负荷变化不敏感。


  2、叶轮与主轴配合间隙过大引起的振动,其主 要原因是叶轮在制作加工过程中加工精度有误差,轴头出现椭圆。还有在修复过程中检修人员用细砂纸打磨轴头,多次修复后,导致主轴头与叶轮配合间隙过大。

  3、主轴发生弯曲,其主要原因是风扇长期处于停用状态,主轴叶轮自重的作用下,发生弯曲变形。这种情况经常出现在正常运转的风扇停用后,为进行任何检修,再次启机时,出现风扇振动超标的现象。再者主轴局部高温也可使轴弯曲。主轴弯曲引起的振动的特征与叶轮不平衡基本相同。

  4、基础或机座的刚性不够或不牢,基础钢板薄弱、垫铁松动、位移、地脚螺栓松动等。其主要原因是在风扇基础施工中,施工单位未按设计要求和施工规范施工,导致基础强度不够。这种振动的特征为有问题的地脚螺栓处的轴承座的振动最大。

  5、联轴器中心找正误差引起的振动。风扇与电 机之间由联轴器联接, 传递运动和转矩,不对中是风扇最常见的故障,风扇的不对中故障是指风扇、电机 两转子的轴心线与轴承中心线的倾斜或偏移程度风扇转子的不对中可以分为联轴器不对中和轴承不对中。风扇转子系统产生不对中故障后,在旋转过程中会产生一系列对设备运行不利的动态效应,引起联轴器的偏转、轴承的磨损、油膜失稳和轴的挠曲变形等,不仅使转子的轴颈与轴承的相互位置和轴承的工作状态发生了变化,同时也降低了轴系的固有频率,使转子受力及轴承所受的附加力导致风扇的异常振动和轴承的早期损坏,危害极大。其振动特征为振动为不定性的,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。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。靠近联轴器的轴承振动增大。 

  6、联轴器与轴配合间隙过大;弹性套间隙过大或间隙不均。其主要原因是联轴器在制作加工过程中加工精度有误差,联轴器与主轴配合间隙过大;联轴器柱销孔孔径加工过大;联轴器两侧柱销孔不同心等问题均可造成风扇运行振动过高现象。其振动特征为振动为联轴器侧轴承水平振动高。

  7、轴承磨损,间隙过大;轴颈磨损,轴承内套与轴颈配合间隙大。轴承装配不良的振动,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。其振动特征为振动值以轴向为最大, 振动频率与旋转频率相等。

  8、电气方面的缺陷引起的振动:定子三相磁场不对称,由于三相电压不平衡,单相运行等原因导致磁中心错位;定子铁心或定子线圈松动,使定子电磁振动和噪声加大;电机气隙不均引起的电磁振动;转子导体故障,有松动的零件等。
 
对风扇产生振动的应对策略
  1、叶轮本身不平衡,叶轮不平衡可分为动不平 衡(力偶不平衡)和静不平衡(力矩不平衡)两种。风扇运行中很少产生动不平衡,消除动不平衡的方法是:拆除风扇转子,利用动平衡机对转子进行平衡找平,通过平衡机找平的转子,动、静不平衡基本可以得到根除。静不平衡可在现场利用三点平衡法进行找平。

  2、叶轮与主轴配合间隙过大引起的振动,对于新轴要依据图纸进行校核,确保叶轮与轴的配合间隙。另外风扇正常运行期间尽量减少检修次数。由于每次检修对于风扇主轴都存在一定的磨修,这样一来多次的修复会造成主轴的累积磨损,最终导致主轴报废。还有叶轮与主轴安装完毕后,轴头用于 锁紧叶轮的锁母必须紧固到位, 一旦出现松动会造成风扇振动影响检修质量。

  3、主轴发生弯曲所引起的振动,主轴弯曲主要产生于日常点检维护工作不到位,对长期停用风扇,点检和岗位人员必须每天进行手动盘车,每天盘车角度为60°~120°之间,防止由于风扇长时间不运转,在叶轮自重的因素下,主轴发生弯曲变形。还有风扇在运行期间,必须每天进行点检,确保风扇油位正常,防止由于缺油轴承烧损,造成主轴局部受高温弯曲变形。

  4、基础或机座的刚性不够或不牢,基础钢板薄弱、垫铁松动、位移、地脚螺栓松动引起的振动。如果是风扇底座钢结构强度不够,可将风扇轴承座拆除,重新制作安装底座钢结构。如混凝土基础强度不够而产生的振动,处理起来就非常麻烦,如基础主体已经出现裂缝,但不是由上至下的贯穿缝,可临时进行处理,此时需要拆除风扇轴承座,将开裂部分凿除,并在基础本体上钻孔埋膨胀螺栓,然后在原有基础外侧支钢板并用膨胀螺栓固定,采用高铝水泥或CGM浇注料进行基础浇注。在浇注的新基础上调整风扇转子和电动机的同心度,调整风扇轴承座的水平度和两座间的水平度和同心度达要求,然后紧固地脚螺栓并将调整垫子与钢板底座焊接固定。最 后一种情况就是基础报废, 重新浇注。由于基础引发的风扇振动,在正常生产时,处理较为困难。因此 要求在风扇基础施工时就要做好质量把关工作,否则一旦风扇投入使用,将给日常维护带来很多麻烦。

  5、联轴器中心找正误差引起的振动。主要是由于检修人员在对电机找正过程中未按标准进行作业,导致风扇与电机轴存在平行或相交误差;也可能出现联轴器两端面不平行和间隙过大或过小。电机找正过程中,要求电气、机械点检人员,现场全过程质量跟踪,随时掌握调整数据,通过数据判断电机找正情况,防止检修人员弄虚作假。

  6、联轴器与轴配合间隙过大,弹性套间隙过大或间隙不均引发的振动。这类振动一般出现在更换联轴器的时候, 对于所要更换的联轴器依据图纸进行校核,确保联轴器与轴的配合间隙;控制柱销孔孔径尺寸和联轴器两侧柱销孔同心度。另一种情况是只更换电机侧或风扇侧的联轴器,由于两侧联轴器不是同期同批加工,很难保证联轴器两侧柱销孔同心度,因此建议在更换联轴器时,尽可能的一次更换一付。

  7、轴承磨损,间隙过大;轴颈磨损,轴承内套与轴颈配合间隙大。风扇轴承在风扇运行中始终处于高速转动,因此不可避免的会出现磨损。

  最后:点检人员每天记录风扇振动值,掌握轴承的劣化趋势,根据劣化趋势制定科学合理的更换周期,做好预先维修的工作。在修复过程中,同样会出现主轴多次修复后,轴承与主轴配合间隙变大的情况,根据轴承与轴的配合间隙。如轴与轴承间隙在0.010mm范围内,可采用电镀修复主轴轴承装配部位;如轴与轴承间隙在0.025mm范围内,风扇转速在1000r/min以下时,可采用主轴轴承装配部位打麻点,配合使用固持胶的方法处理过大的配合间隙。另外要求更换轴承后,轴承必须安装到位,同时轴承锁固锁母必须打紧, 并配合止退垫使用。⑻电气方面的缺陷引起的振动,我们一般采用电机下线返厂修复处理。
 
 
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