记一次高温风机振动大的分析与处理办法-刘晓哲

记一次高温风机振动大的分析与处理办法
葛洲坝荆门水泥有限公司
生产部：刘晓哲
2015年4月30日
记一次高温风机振动大的分析与处理办法
刘晓哲
葛洲坝荆门水泥有限公司，湖北荆门 448000
摘要：高温风机有载端轴承滚道磨损，导致高温风机轴承座振动大，致使回转窑临时停机，更换轴承。

关键词：高温风机；振动；轴承
0引言
我公司高温风机轴承自更换以来，两年多时间一直运行比较平稳，2014下半年开始陆续出现振动较大的情况，2015年大修时对其轴承座进行开盖检查，经测量轴承游隙后，轴承游隙在正常范围内，检查滚柱与保持架，未发现有松动现象，遂认为轴承可以继续使用，振动可能来自于风叶积灰导致转子不平衡，联轴器同轴度不够等其他原因。

2015年4月振动加剧，当月23日，公司组织专业技术人员到现场查找原因，为防止轴承座由于剧烈振动而被震裂，需临时停窑解决这一问题，并实施了应急处理方案。

1 事故概况及原因分析
我厂使用的高温风机电机为上海电机集团上海电机厂有限公司制造的YKK710-6型异步电动机，功率2500Kw，正常运转时，转速为775r/min。

风机使用的轴承为SKF22340CC/W33/C3进口轴承。

图1为高温风机图片。

图1 高温风机
高温风机两年多时间运行一直比较平稳，振动幅值为1-3mm/s,自2014年下半年开始陆续出现振动较大的情况，振动幅值为3-7mm/s,振动处于周期性波动状态。

在每次开机升频过程中，振动剧烈，此现象在开机后持续2-3h,振动开始下降。

采集2015年1月28日9：25分高温风机启动时，电流升高过程中，有载端轴承座的振动情况，数据曲线见图2，可以看出，升频阶段前2h，垂直振动一直保持在5-11mm/s的范围内，之后1h，振动开始下降，启动4h后，振动降低并保持在3mm/s附近。

当时的判断是，叶片转子上可能有积灰，转子不平衡，转动开始后，有积灰掉落，转子恢复较平衡状态，所以振动下降。

也可能与转子转动逐渐加速有关系。

图2 2015年1月28日高温风机启动时电流与振动对应变化曲线
2015年4月初，中控显示高温风机振动幅度很大，但轴承温度没有明显升高。

4月13日曾对联轴器拉杆进行更换，未开盖检查轴承。

开启后，振动依旧很大，用手持测振仪进行振动测量，得振动如表1。

我们知道水平振动主要是不平衡引起的，垂直振动可能是地脚等处连接松动所致，轴向振动则表明不同轴的可能性大。

轴向和水平方向的测量点应该在轴的高度处进行。

测量点及其方向一经确定后，必须做出标记，并要求所有测量人员都应在同一点测量，以减小测量误差，更能比较振动的发展变化情况。

上表中可以看出振动表现为垂直振动高于水平振动，于是对轴承座螺栓进行了紧固，振动略有下降，但不明显，所以振动是由其他原因引起的。

判断设备振动的标准有ISO2372、ISO3945国际标准，详见表2。

对照表2中的数据，高温风机属于安装在重型基础上的中型机械，依据ISO2372国际标准，垂直振动已经超出允许的振动范围。

表2 ISO2372、ISO3945国际标准
Ⅰ级：小型机械（15Kw 以下电动机）。

Ⅱ级：中型机械（15-75Kw 电动机，至300Kw 以下机械）。

Ⅲ级：中型机械（安装在坚固重型基础上）。

Ⅳ级：大型机械（安装在较柔软基础上）。

Ⅴ级：带不平衡惯性力机械（安装在坚固重型基础上）。

Ⅵ级：带不平衡惯性力机械（安装在较柔软基础上）。

利用煤转子秤故障的间隙，我们对高温风机联轴器处的拉杆进行了更换，由于电机轴为可伸缩轴，停机时两联轴器端面紧贴，轴伸为99mm ，根据电机轴正常运转时轴伸为94mm ，重新调整了拉杆的螺母距离，使两联轴器在运转时的间距为5mm 。

开启后，振动依旧如常，所以也非拉杆故障引起的振动变大。

由于大修期间开盖检查，测轴承游隙为：上30道，左20道，右20道，用手触摸的方式只检查了轴承上部滚道，因为轴承座下部被润滑油浸没，所以未检查下端滚道，致使检查不彻底，有疏漏。

4月23日，公司组织专业技术人员到现场查找原因，将故障原因还是锁定在了轴承上，决定临时停机对轴承进行全面检查，怀疑轴承有可能跑外圈，或跑内圈。

2 解决措施
2015年4月23日8：45停窑，对高温风机有载端与无载端轴承进行了全面检查，在检查有载端轴承滚道时发现，在滚道的最下端，有间隔3段总长约70mm ，宽15mm 的凹槽，详见图3。

分析认为，轴承在运转时，轴承滚道最下端受到整个叶轮、芯轴及滚柱的重力，所以最下端是受力最大处，也是最易磨损处，在轴承检查时，应首先检查此处的滚道情况，而以往检查时只是检查容易检查的滚道上段，犯了避重就轻的错误，所以问题关键就是更换轴承。

图3 轴承外圈滚道磨损状况
之后，脱开联轴器，用吊车挪走电机，对联轴器加热，用320MPa 液压千斤顶进行拔除，用手拉葫芦将芯轴吊起悬空，拆卸旧轴承，对新轴承油浴加热后，在有载端安装了新轴承，固定下轴承座，用压铅丝的方法，确定上轴承座与轴承外圈之间的配合间隙量，数据见表3。

经计算：轴承外圈上部与轴承座上盖之间的间隙第一次为：0.67-（0.62+0.56）/2=0.08mm，第二次为：0.57-（0.52+0.40）/2=0.11mm。

间隙平均值为0.095mm，满足要求，随即进行封盖，用两个百分表对联轴器进行大表对正，对正后结果如表4。

表4 高温风机联轴器对正后百分表数值
径向，上下相差22道，左右相差16道；轴向上下相差3道，左右相差15道，满足联轴器的同轴度要求。

之后更换新的尼龙注销，恢复油管，水管位置，收紧各处螺栓。

3 实施效果
高温风机有载端轴承更换以后，用手持测振仪对其进行测量，得到数据，见表5。

表5 高温风机更换轴承后，有载端，无载端振动数值
由中控振动监控画面曲线显示，对比轴承更换前后的振动曲面，见图4，图5，图6，图7。

经比较，更换轴承前后，无论是有载端，还是无载端，振动均明显降低。

与振动推荐表进行对照，其振动在正常范围内，中控显示轴承温度为48℃，可以确保生产的正常进行。

图4 4月23日高温风机停机前有载端振动曲线图5 4月24日高温风机开机后有载端振动曲线
图6 4月23日高温风机停机前无载端振动曲线图7 4月24日高温风机开机后无载端振动曲线
5 结束语
滚动轴承是精密部件，使用必须正确，无论轴承的使用寿命有多高，如果使用不当，则不会得到预期的高性能，为此，今后在轴承使用方面应注意如下事项：
1.保持轴承不受粉尘污染，及时眼睛看不到的尘埃，也会给轴承带来不良影响，所以，要保持周围环境的清洁，尤其是润滑工作，是最可能为轴承带入污染物的过程。

2.在使用中应该避免使轴承遭到强烈冲击，否则会产生伤痕或压痕，酿成事故。

3.当安装或拆卸轴承时，必须使用专用工具或适合的工具，避免随意选用不当工具代替。

4.防止轴承锈蚀，对轴承进行操作时，最好戴上洁净的手套，因为手汗，会使轴承锈蚀。

我们在更换完轴承后，在平时巡检时多观测轴承座的振动情况，为此需要制定一个合理的测量周期，对于高速运转的设备，应当每日测定一次，一般设备则可每周测定1-2次即可。

造成此次事故，主要客观原因是轴承外圈滚道损坏，人为因素是技术管理人员经验不足，分析、判断问题不够准确，检查不到位，思想上重视程度不足所致。

在平时的技术管理工作中，应该吸取教训，引以为戒。

6 参考文献
[1] 成大先. 机械设计手册 [M]. 5版. 北京: 化学工业出版社, 2008.。