馬海濤　喬文峰

福伊特造紙（中國）有限公司

隨著造紙技術和設備的快速發展，紙機車速由每分（fèn）鍾幾十米已提升到2000m/min以上了，這對造紙機的旋轉件，特別是輥子帶來了更高要求。在日常生產和（hé）運（yùn）行當中，做好振動檢測，防患於未然顯得非常重要。

本文將對紙機日（rì）常運行中輥子及其主要附屬件（包括軸承及（jí）聯軸器）振動的典型頻譜進行初步探討，供同行們（men）在運行和維護中參考。

1、紙機（jī）輥子振動測試標準

紙機輥子振動烈（liè）度一般以振動（dòng）速度RMS（均方（fāng）根（gēn）值，也稱有效值）進行評（píng）估，單位為mm/s。圖1為機械設備振動國際標準表ISO2372和ISO3945。當然類似標準是較寬泛（fàn）的，大型設備供應商（shāng）或用戶會一般都有更細化的標準。

2、典型振動頻譜圖

2.1輥子動平衡問題

輥子在旋轉（zhuǎn）中，有自身的振動嚴重超標的情況，我們（men）稱之為輥子動不平衡。當輥子動平衡不佳時，它的主要振動頻譜特（tè）征是（shì）：在垂直方向和（hé）紙機運行方向均（jun1）可見轉（zhuǎn）動基頻（pín）振動烈度較大，並且從相位角上看,垂直方向和紙機運行方向的相位差接近90°。振動頻率一般為1～30Hz（與輥轉動頻（pín）率有關）。

如圖2為（wéi）某輥子動平衡不佳時的檢測頻譜圖。圖中（zhōng），X軸表示頻率，Y軸表示振動烈度，其中在垂（chuí）直方向（xiàng）和水平方（fāng）向上，有明顯的輥子轉動的1倍和（hé）2倍（bèi）頻（pín），並且垂（chuí）直方向（xiàng）與水平方向（xiàng）的相位角相差230°－141°=89°。

2.2輥子包（bāo）膠（jiāo）起斑馬紋（wén）

輥子（zǐ）包膠（jiāo）使用一段時間後，出現橫向（此處指紙機橫向，下（xià）同）的起楞條紋，並伴隨有（yǒu）較為強烈的振動（dòng），因為條紋（wén）與斑馬背上的條紋非常相似，被（bèi）很多工廠稱為包膠斑（bān）馬紋。斑（bān）馬紋的產生可能有多種原（yuán）因造成，原因一般包括：包膠麵（miàn）呈多邊（biān）形、速差（chà）、膠麵老化變性（xìng）、其他部位激（jī）勵頻率等。

斑馬紋的振動主要特征是：施膠或壓光的輥子，其振動烈度的方向為垂直（zhí）方向，且頻譜明顯的峰值頻率可見（jiàn）與斑馬紋數量相關的振動諧波，主要振動頻率一般在100～350Hz。如圖4，為某施膠輥垂直方向頻譜圖，特征頻率為36X輥子基頻，該輥下機後，發現輥麵出（chū）現36個斑馬紋。

2.3其他旋轉體共振或傳遞

在相互接觸的多輥之間發生共振的情況較為常見，但（dàn）不直接接觸的輥子之間可通過其他介質進行振動傳遞，這種振動傳遞的情況則較為少見。以下我們分享一起由回（huí）路中其他未（wèi）直接接觸的（de）輥子，引起的振（zhèn）動傳遞的情況。

某機台施（shī）膠機上，上下輥振動烈度較大，經測試（shì）上下（xià）輥的自身頻率以及軸（zhóu）承（chéng）等頻率（lǜ）未見異常。

經過現場多次測試，我（wǒ）們發現施膠壓區臨（lín）近的導輥振動較大。而施膠輥上出現的頻率正是輥二（見圖4所（suǒ）示）的頻率。這說明其他旋轉體與（yǔ）目標部位或部件產生（shēng）共振或強烈振動傳遞時，該部位也（yě）會產生因振（zhèn）動（dòng）導致的故障。

如上述這種情況，振動頻（pín）譜顯示特征振動（dòng）頻率（lǜ）與共振旋或振動傳遞旋轉體一致，此種原（yuán）因導致（zhì）的振動頻譜中主要（yào）振動頻率範圍一般為5～50Hz。如圖（tú）4，輥（gǔn）二的主要振動頻率為其基頻（11.0007Hz），該振動傳遞到了輥一，長期作用導致輥一包膠壽命縮（suō）短。

2.4軸承旋轉（zhuǎn）體或保（bǎo）持架故障

軸承故障導致的輥子振（zhèn）動在日常運行中非常普遍，其典型的特（tè）征頻譜亦很複雜（zá），在此我們（men）僅列舉出較常見的軸承滾動體與（yǔ）保持架故（gù）障。

頻譜中可見軸（zhóu）承滾動體的頻率和其諧波，主要振（zhèn）動頻率一般在100～350Hz，並且振動包絡值較高。當軸承（chéng）鬆動，內圈或外圈斷裂等嚴重情況時，頻譜中主要振動頻率可見（jiàn）輥子和軸承滾動體的基頻（pín）和其諧波（bō）。如圖5為某輥子軸承故障。

2.5齒輪箱（減（jiǎn）速機）齧合故障

對於齒輪齧合故（gù）障，頻率範圍一般為300～1000Hz。單個或者少（shǎo）數個齒故障時，頻（pín）譜圖中（zhōng），頻譜明顯的峰（fēng）值頻率可見齒輪（lún）頻（pín）率及其諧波（bō）；大部分齒麵均有不同程度故障時，齒齧合頻率突出。如圖6為某齒輪箱齒輪齧合故障。

2.6聯（lián）軸器不對中故障

聯軸器不對中的故障在日常運行中也較為（wéi）常見，一般安裝不良或者因沉降或其他原因（yīn）導致聯軸器與傳動（dòng）軸之間的不對中情況會引起較明顯的振動（dòng）發（fā）生。一般聯軸器不對中的故障，其頻率集中在10～250Hz。聯（lián）軸（zhóu）器一般（bān）分為萬向聯軸器和非萬向聯軸器，其不對中的故障（zhàng）主要有以下兩種情況。

萬向（xiàng）聯（lián）軸器故障，一般為角不對中、十字節內軸承或（huò）十（shí）字?錯位故障。當有角不對中問題時，頻譜分析中軸向振動（dòng）明顯，主要振動頻率為聯軸器基（jī）頻及其諧（xié）波，並（bìng）且聯軸（zhóu）器兩端軸向振動相位角相差接近180°（在不對中平麵測試時）。當存在（zài）十字節錯位時，徑向振動較大，主要振動頻率為聯軸器基頻及其諧波。

非（fēi）萬向聯軸器故障，一（yī）般分為（wéi）角不（bú）對中（zhōng）、平行不對中。對於非萬向聯軸器平行不對中（zhōng），徑向振（zhèn）動明顯，可見聯軸器基頻及其諧波，並且聯軸器兩端徑向振動相（xiàng）位角相差接近180°。角不對（duì）中時，軸向振動明顯，主要振動頻率為聯軸器基頻及（jí）其諧波，並且聯軸器兩端（duān）軸向振動相位（wèi）角差接近180°。

圖7為某萬向（xiàng）聯軸器兩端的頻譜圖。29.2328Hz為聯軸器轉動頻率，兩圖對（duì）比可發現相位角差接近180°，判（pàn）斷為聯軸（zhóu）器故障，經停機檢查，發現該聯軸器已（yǐ）損壞。

3、結束語

紙機輥子處（chù）於高速運行中，要保證正常（cháng）和穩定地運行，需要做好日常檢查和監控，特別是振動情況的監控。對於可能超標或較嚴重的振動（dòng），我（wǒ）們需要對照典型頻譜，不斷分析總結和（hé）歸納（nà），找出振源，消除引起振動的因素，確（què）保紙機（jī）穩定高效運行。

來源：《中華紙業》2021年第8期

（版權歸原作者或機構（gòu）所有）