浅析风机常见振动故障的特征及诊断标准

2003 年9 月30 日收到 南京市 210035
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浅析风机常见振动故障的特征及诊断标准
否则就会将正常现象误以为异常现象，造成故障时 时处处存在的假象，同样达不到消除故障的目的。 由于不平衡量总是存在的，并且不平衡是最常见的 振动故障，并可以通过动平衡的方法予以消除，初 步确定不平衡故障的诊断标准是：振动频谱中1 倍 频的幅值达到通频报警的60 % 以上，并且1 倍频与 通频的比值达到60 % 以上。
我公司烧结厂一车间有4 台烧结主抽风机，在 运行过程中由于受到径向和轴向负荷的作用，经常 发生不定期的损坏，严重制约了烧结的生产。以往 所采取的点检方式，虽然能够发现设备出现异常， 但由于缺乏有效的监测和分析手段，不能及时判断 故障的性质。2003 年初，我公司采用 ENS000 振动 分析故障诊断系统对风机的振动和其它工艺参数 进行了在线监测，将测试的振动信号在计算机上进 行时域和频域分析，逐步建立风机正常与异常振动 信号的波形和频谱，并结合理论分析和风机的实际 状况，初步建立了诊断风机振动故障的标准。
三、总结
不同 的 振 动 故 障，对 应 不 同 的 波 形 和 频 谱 特 征。通过对振动信号的全面分析，特别是分析波形 和频谱的变化及与其它因素的关系，逐步积累诊断 经验，建立风机正常和异常状态的图形以及诊断故 障的标准，可以为将来正确分析故障奠定良好的基 础。
建立诊断故障的标准，能够有效地判断风机运 行状态，并分析出故障的类型和原因，使风机检修 由定期维修向视情维修转化，降低维修费用，提高 风机作业率。
! 低频或高频分量达到通频报警值的10 % 以 上，并达到通频幅值的20 % 以上；
" 瓦振达到通频报警值的50 % 以上，并且一 分钟内瓦振的波动大于15#m；
$ 瓦振达到通频报警值的50 % 以上，并且一 分钟内1 倍频相位的变化大于10 。
4 . 松动故障 非转动部分配合松动是转子系统常见故障之 一，如轴承座的松动，轴瓦的松动，地脚螺栓没有拧 紧等。松动的一个特征是振动的非线性，振动频率 是精确的分数倍和奇次谐波。松动的另一特征是 振动的方向性，特别是松动方向上的振动，大多数 表现为垂直或轴向振动较大。初步确定松动故障 的诊断标准是： ! 瓦振达到通频报警值的50 % 以上，并且轴 向振动大于径向振动； " 瓦振达到通频报警值的50 % 以上，并且分 数倍和奇次谐波振幅达到通频报警值的50 % 以上； $ 瓦振达到通频报警值的50 % 以上，并且不 同平面垂直方向振幅差值达到通报警值的10 % 以 上。 5 . 轴承故障 对于烧结主抽风机，安装有滑动轴承和滚动轴 承。滑动轴承的故障主要表现为上述的碰摩和松 动，比较易于诊断。对于滚动轴承，诊断故障的难 度较大，主要原因是滚动轴承的振动信号传递途径 复杂，信号分析过程难以理解，并且缺少典型案例 和故障诊断经验等。滚动轴承故障的主要特征是 通过频率（包括轴承内圈、轴承外圈和滚动体的通 过频率）Байду номын сангаас分较大。初步确定滚动轴承故障的诊断 标准是：滚动轴承通过频率分量的幅值增加2 倍以 上。
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风机技术 2003 年第6 期
浅析风机常见振动故障的特征及诊断标准
A bri ef tal k on Port ent an d di a9n osi s of Co mmon vi br ati on tr ou bl e f or f an
朱 宏 汪 岚 南京钢铁股份有限公司
【摘要】通过对烧结鼓风机运行状态的监测，建立其 异常振动的 波 形 和 频 谱 特 征，探 讨 了 振 动 故 障 诊 断的原则和方法。
一、概述
振动频谱中1 倍频成分较大。因此，不平衡故障的 诊断主要依据是振动频谱中1 倍频分量的大小。 但是，如果需要确定不平衡的原因，还需要进一步 观测振动是缓慢增加还是突然增加的，观测1 倍频 振幅和相位的变化情况以及振动与其它因数的关 系等。例如，风机叶片结垢需要一段时间，所以振 动是随着时间逐渐增大的。如果结垢的质量较大， 在部分脱落的情况下将使振动突然增大。
关键词：鼓风机 烧结 振动特征 故障诊断
Abstract ：By monitori ng si nteri ng blower operati ng condition ，the wave f or m and spectru m characteristic of its abnor mal vi bration are established . the pri nci ple and met hod of vi bration trouble diagnosis are discussed . Key words ：Blower si nter vibration characteristic trouble diagnosis
2010(1)
3.张宏霞 振动状态监测及故障诊断技术[期刊论文]-中小企业科技 2007(9) 4.汤青波.何学文 基于LABVIEW的风机在线监测系统开发[期刊论文]-噪声与振动控制 2007(2)
5.徐慧帅 基于故障树的风机故障诊断专家系统[学位论文]硕士 2007
6.刘清龙 火电厂风机状态监测与故障诊断系统研究[学位论文]硕士 2005
与不平衡类似，不对中也总是存在的，初步确 定不对中故障的诊断标准是：振动频谱中2 倍频的 幅值达到通频报警值的25 % 以上，并且2 倍频与1 倍频的比值达到50 % 以上。此外，当1 倍频的幅值 达到通频报警值的100 % 以上时，也认为可能存在 不对中故障。
3 . 转子碰摩故障 转子碰摩故障是指旋转着的转子与静止件发 生碰撞和摩擦的现象。根据不同的分类方法，转子 碰摩可分为径向碰摩和轴向碰摩，不同转速下的碰 摩，不同部位的碰摩（如转子轴颈与轴瓦下部、中部 和上部的碰摩），不同严重程度的碰摩（轻度碰摩、中 度碰摩和严重碰摩，局部碰摩和整周碰摩）等。 转子碰摩是一个复杂的过程，摩擦对转子的直 接影响就是对转子的转动附加了一个力矩，有可能 使转速发生波动。摩擦对转子的间接影响是摩擦 使动静部件相互抵触，增加了转子的支承条件，增 大了系统的刚度，且这种附加支承是不稳定的，从 而可能引起不稳定振动及非线性振动。此外，局部 碰摩除了摩擦作用外还会产生冲击作用，摩擦引起 的热变形还可能引起转子弯曲，使不平衡量增大。
二、烧结主抽风机常见振动故障的类型及诊断
1 . 不平衡故障 不平衡是风机最常见的故障。引起不平衡的 主要原因有制造和安装误差，转子和叶片的腐蚀、 磨损、结垢和零部件的松动等。 理论分析和实践都证明，不平衡的主要表现是
图1 不平衡波形和频谱图
在线监测的主要目的，一方面是要能够及时发 现设备潜在的故障，另一方面是在故障发生时，能 够确定故障的性质，以便确定合适的检修时机和检 修方法。因此，有关振动故障的评价标准，应当根 据具有权威性的旋转机械的振动标准，结合被监测 对象的设计、制造、运行历史、运行工况、振动特性和 故障诊断经验确定。不能定得过宽，否则达不到早 期发现故障的目的，容易发生漏诊；也不能定得过严，
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浅析风机常见振动故障的特征及诊断标准
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数：
朱宏， 汪岚 南京钢铁股份有限公司,南京市,210035
风机技术 COMPRESSOR BLOWER & FANTECHNOLOGY 2003(6) 6次
引证文献(6条)
1.洪伟杰 风机振动原因分析及处理[期刊论文]-科技资讯 2010(6) 2.张建平.张军明 大型机组动静碰磨的振动特征研究与诊断技术应用[期刊论文]-兰州石化职业技术学院学报
2 . 不对中故障 不对中通常是指转子的轴心线与轴承中心线 倾斜或偏移的程度。造成不对中的原因主要是轴 承座的标高和左右位置不一致以及联轴器安装偏 心。根据理论分析和实践经验，诊断不对中故障的 主要依据是振动频谱中2 倍频分量的大小，振动与 负荷的关系，轴向振动的大小以及轴承座两侧振动 的大小等。
图2 不对中波形和频谱图
由于碰摩情况比较复杂，实际的表现也千差万 别，因此，转子碰摩故障的诊断，应当根据频谱中的 各种频率成分的大小（特别是低频或高频成分），振 幅和相位随时间的变化情况（波动或迅速变化），波 形的不稳定性，结合不同碰摩故障的特征进行，并 制定适应不同性质碰摩故障的诊断标准。初步确 定碰摩故障的诊断标准有：
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