离心风机振动分析与维护

离心风机振动分析与维护

【摘要】离心式通风机在生产使用中经常会出现设备振动异常的情况，通过振动原因分析，排除设备潜在故障，稳定运行。

【关键词】离心风机;振动故障;检修；总结

前言

简介离心风机的结构特点、工作原理、故障现象及故障解决措施。

案例一：一台型250KW离心风机（VR481V01CORK1320全压10000Pa流量58000m3/h转速1460r/min）在正常运行状态中，风机轴承箱处两个月度内测得的振动速度值不断增加，水平向振动速度最高值达到9.6mm/s，垂直向振动速度达到6.8mm/s。

处理方案：1、首先，检查风机轴承温度32度，声音正常，利用轴承脉冲检测仪测得DB值21，DC值9，初步判断轴承情况良好。2、检查地脚螺栓紧固完好，其他部件无异常响声。3、其次，拆卸联轴器防护罩，检查联轴器同心度，测量得高度偏差0.45mm，角度偏差0.78mm,同心度较差，调整电机端垫片，最终调得联轴器高度偏差0.13mm，角度偏差0.10mm,因为采用的是使用梅花型减震垫的八角形联轴器，偏差数值稍大，但在允许范围内。4、开车试验，振动情况无好转。5、再次分析，该风机用于造粒系统的鼓风，吸入的是经过粗过滤的自然空气，采用阻尼减震器减震，属于柔性减震范畴。根据振动情况，振动在承力端的水平方向为最大，垂直及轴向较小，据此判断很可能是叶轮不平衡引起振动，而且振幅随转速的升高而增长很快，转速降低时振幅可趋近于零。6、拆卸叶轮外壳，检查发现叶轮大量积灰，清理后试车，水平振动速度值降到3.8mm/s，垂直向振动速度达到2.7mm/s。

案例二：一台400KW离心风机（VR481V01CORK1500型全压10000Pa流量85000m3/h转速1460r/min）在正常运行一年半后，风机轴承箱处测得的振动速度值不断增加，水平向振动速度最高值达到 5.4mm/s，垂直向振动速度达到4.3mm/s。

处理方案：1、首先，检查风机轴承温度45度，声音正常，利用轴承脉冲检测仪测得DB值24，DC值8，初步判断轴承情况良好。2、检查地脚螺栓紧固完好，其他部件无异常响声。3、其次，拆卸联轴器防护罩，检查联轴器同心度，测量得高度偏差0.28mm，角度偏差0.43mm,同心度较差，调整电机端垫片，最终调得联轴器高度偏差0.10mm，角度偏差0.05mm,因为采用的是使用梅花型减震垫的八角形联轴器，偏差数值稍大，但在允许范围内。但是在调整时，电机前脚增加了1.25mm垫片，后脚增加了4.86mm垫片。4、开车试验，水平振动速

度值降到3.2mm/s，垂直向振动速度达到3.6mm/s。正常运行。5、再次分析，由于电机自重约4吨，在正常运行一年半后出现增加垫片的情况，估计是由于风机机架的钢度不够造成变形所致，后对整个机架进行了刚度加强，至今未再出现问题。

案例三：一台55KW离心风机（G4-73 10D 全压3000Pa流量40000m3/h转速1460r/min）在每月的例行检查中突然发现振动上升，风机轴承箱处测得的振动速度值不断增加，水平向振动速度最高值达到11mm/s，垂直向振动速度达到7.6mm/s。

处理方案：1、首先，检查风机轴承温度38度，声音正常，利用轴承脉冲检测仪测得DB值19，DC值4，初步判断轴承情况良好。2、检查地脚螺栓紧固完好，其他部件无异常响声。3、其次，拆卸联轴器防护罩，检查联轴器同心度，在正常范围内，但联轴器减震垫变形，更换。4、开车试验，振动未减弱。5、拆解风机叶轮外壳，检查叶轮，基本清洁。6、后在试运转中偶然发现，风机的振动强度与进口端风门的开度大小有关系，原风门开度在47.3%左右，风机发生了共振现象，将风门开度增加到50%时，风机振动显著下降，水平向振动速度降到到2.4mm/s，垂直向振动速度降到2.8mm/s。通过以上三种风机运行故障的分析，在现场无振动频谱检测设备的情况下，总结经验如下：

1、轴承座振动

1.1 转子质量不平衡引起的振动

在现场发生的风机轴承振动中，属于转子质量不平衡的振动占多数。造成转子质量不平衡的原因主要有：叶轮磨损(主要是叶片)不均匀或腐蚀；叶片表面有不均匀积灰或附着物(如铁锈)；机翼中空叶片或其他部位空腔粘灰；主轴局部高温使轴弯曲；叶轮检修后未找平衡；叶轮强度不足造成叶轮开裂或局部变形；叶轮上零件松动或连接件不紧固。转子不平衡引起的振动的特征：①振动值以水平方向为最大，而轴向很小，并且轴承座承力轴承处振动大于推力轴承处；②振幅随转数升高而增大；③振动稳定性比较好，对负荷变化不敏感。

1.2 滚动轴承异常引起的振动

1.2.1 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。

1.2.2 滚动轴承表面损坏的振动。滚动轴承由于制造质量差、润滑不良、异物进入、与轴承箱的间隙不合标准等，会出现磨损、锈蚀、脱皮剥落、碎裂而造成损坏后，滚珠相互撞击而产生的高频冲击振动将传给轴承座。这种振动稳定性很差，与负荷无关，振动的振幅在水平、垂直、轴向三个方向均有可能最大，轴承的异常可以通过听异常声音，测量运转温度，也可以利用轴承脉冲冲击仪进行

检查，相对来说容易判断。

1.3轴承座基础刚度不够引起的振动基础灌浆不良，地脚螺栓松动，垫片

松动，机座连接不牢固，都将引起剧烈的强迫共振现象。这种振动的特征：①有问题的地脚螺栓处的轴承座的振动最大，且以径向分量最大；

1.4联轴器异常引起的振动联轴器安装不正，风机和电机轴不同心，风机

与电机轴在找正时，未考虑运行时轴向位移的补偿量，这些都会引起风机、电机振动。其振动特征为：①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；②轴心偏差越大，振动越大；③电机单独运行，振动消失；

④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。

2、转子的临界转速引起的振动

当转子的转速逐渐增加并接近风机转子的固有振动频率时，风机就会猛烈地振动起来，转速低于或高于这一转速时，就能平稳地工作。例如：①改造后的风机，由于叶轮太重，使风机轴系的临界转速下降到风机工作转速附近，引起共振；

②基础刚度不足，重量不够，其固有频率接近旋转频率；③风机周围的其他物件、管道、构筑物的共振。④调节门执行机构传动杆的共振。其振动特征为：该物件共振处的相对振动最大；振动频率与旋转频率相同或接近。

3、旋转失速

当气流冲角达到临界值附近时，气流会离开叶片凸面，发生边界层分离从而产生大量区域的涡流，造成风机风压下降。旋转失速主要发生在轴流式风机中，在离心式风机的叶轮及叶片扩压器中，由于流量减少，同样也会出现旋转失速。旋转失速引起的振动的特征：(1)振动部位常在风机的进风箱和出口风道；(2)振动多发生在进口百叶式调节挡板、后弯叶片的风机上；(3)挡板开度在0～30%时发生强烈振动，开度超过30%时降至正常值；(4)旋转失速出现时，风机流量、压力产生强烈的脉动。

4、喘振

具有驼峰型性能曲线的风机在不稳定区域内工作，而系统中的容量又很大时，则风机的流量、压头和功率会在瞬间内发生很大的周期性的波动，引起剧烈的振动和噪声。喘振是风机性能与管道装置耦合后振荡特性的一种表现形式，其振幅、频率受风机管道系统容量的支配，其流量、压力、功率的波动又是不稳定工况区造成的。

5、结束语

风机的振动问题是很复杂的，但只要掌握各种振动的原因及基本特征，加上