胡海波
（酒鋼（集團）宏（hóng）興鋼鐵股份有限公（gōng）司煉鐵廠，甘肅嘉峪（yù）關 735100）
摘 要（yào）：對（duì）風機振動、軸承（chéng）溫度過高原因進行了綜（zōng）合（hé）分析，從設備、工藝和維護幾方麵分析了可（kě）能導（dǎo）致風機振動和軸承溫度（dù）過高的因素（sù），提出多種（zhǒng）措施。改善了風機作業狀況（kuàng）、工作環境，有效的解決（jué）了風機振動和軸承（chéng）溫度（dù）過高問題，延長了風機（jī）使用壽命。
關鍵詞（cí）：關鍵設備；振動；溫度；對策（cè）
1 引言
風（fēng）機作為一種通用機械設備，是（shì）煉鐵廠的（de）大型（xíng）關鍵設備（bèi），直接（jiē）為（wéi）熱（rè）風爐和噴煤等設備提供動力氣源。其運行狀況直接影響熱風爐和噴煤係統的安全、經濟、可（kě）靠運行；而風機運行（háng）出現異常，將直接導致熱風爐停燒和（hé）高爐（lú）停噴等事（shì）故。
2 風機產生振動的（de）原因
對風（fēng）機產生振動的原因分析（xī），主要從以（yǐ）下（xià）幾方麵入手。
（1）葉輪本身不平衡所引起的（de）振動，其產生的原因有：葉（yè）輪上的零（líng）部件鬆動、變化、變形或產生不均（jun1）勻的腐（fǔ）蝕、磨損；工作介質中的固體顆粒沉積在轉子上；檢（jiǎn）修中更換的（de）新零部件重量不均勻；製造中葉輪的材質不勻（yún）稱；加工精度有誤差（chà）、裝配有偏差等。轉子不平衡引起（qǐ）的振動的特征是振動值以葉輪側水平方向為Z大，而軸向很小，並且軸承（chéng）座（zuò）承力軸承處振（zhèn）動大（dà）於推力軸承處，振幅（fú）隨轉數升高而增大，振動穩定性比較好（hǎo），對負荷變化不（bú）敏感。
（2）葉輪與主軸配合間隙過大（dà）引起的振動，其主要原因是葉輪在（zài）製作加工過程中加工精度有誤（wù）差，軸頭出現（xiàn）橢圓（yuán）。還（hái）有（yǒu）在修複（fù）過程中檢修人員用細砂紙打（dǎ）磨軸頭，多次修複後，導致主軸頭與（yǔ）葉輪配合間隙過大。
（3）主軸發生彎曲，其（qí）主（zhǔ）要原因（yīn）是風機長期處於停用狀態（tài），主（zhǔ）軸（zhóu）葉輪自重的作用下，發生彎曲變形。這種情況經常出現在正常運轉的（de）風（fēng）機停用後，為進（jìn）行任何檢修，再次啟（qǐ）機時，出現風機振動超標的現象。再者主軸局部高溫也可使軸彎（wān）曲（qǔ）。主軸彎曲引起的振動的特征與（yǔ）葉輪不平衡基本相同。
（4）基礎或機（jī）座的剛性不夠或不牢，基礎鋼板（bǎn）薄（báo）弱、墊鐵鬆動、位移、地腳螺栓（shuān）鬆動等。其主要原因是在風機基礎施工中，施工單位未按設計（jì）要求和（hé）施（shī）工規範施工，導致基礎強度（dù）不（bú）夠。這種（zhǒng）振（zhèn）動的特征（zhēng）為有問題的地（dì）腳螺栓處的軸（zhóu）承座的振動Z大。
（5）聯軸器中心找正誤差引起的振動。風機與電機之間（jiān）由聯軸器聯接，傳遞（dì）運動和轉矩，不（bú）對中是風機Z常（cháng）見的故障，風機的不對中故障是指風機、電機兩轉子的軸心線（xiàn）與軸承中心線的傾斜或偏移程度，風機（jī）轉子的不（bú）對中可以分為聯軸器不對中和軸承不對（duì）中。風機轉（zhuǎn）子係統產生不對中故障後，在旋轉過程中會產生一係列對設備運行不利（lì）的（de）動態效應，引起聯軸器的偏（piān）轉、軸承的磨損、油膜失穩和軸的撓曲變形等，不僅使（shǐ）轉子的軸頸與軸承的相互位置和軸（zhóu）承（chéng）的工作狀態發生了變化，同時也降低了軸係的（de）固有頻率（lǜ），使轉子（zǐ）受力及軸（zhóu）承所受的附加（jiā）力導致風機的異常振動和軸承的早期損壞，危害極大。其振動特（tè）征為振動為不定（dìng）性的，隨負荷變化劇烈，空轉時輕，滿載時大（dà），振動穩定性較（jiào）好。軸（zhóu）心偏差越大，振動（dòng）越大；電（diàn）機單獨（dú）運行，振動消失。如果（guǒ）徑向振動大則為兩軸心線平（píng）行，軸（zhóu）向振動大則為兩軸心線（xiàn）相（xiàng）交。靠近聯軸器的軸（zhóu）承振（zhèn）動增大。
（6）聯軸器與軸配合間隙過大；彈性套間隙過（guò）大或間隙（xì）不（bú）均。其主要原因是聯軸器在製作（zuò）加（jiā）工過程中加工精度有誤差，聯軸器與主軸（zhóu）配合間隙過大；聯軸器柱銷孔孔（kǒng）徑加工過大（dà）；聯軸器兩側柱銷孔不（bú）同心等問題均可造成風機運（yùn）行振動過高現象。其振動特征為振動為聯軸器側軸承水平振動高。
（7）軸承磨損，間隙過大；軸頸磨損，軸承內（nèi）套（tào）與軸頸配合間隙大。軸承裝配不良的振動，如果軸頸或軸肩（jiān）台加工不良，軸頸彎曲，軸（zhóu）承（chéng）安裝傾斜（xié），軸承內圈裝配後造成與軸心線不重合，使（shǐ）軸承每轉（zhuǎn）一圈產（chǎn）生一次交變的軸向力作用，滾動軸承的固定圓螺母鬆動造成局部振動。其振動特征為振動值以軸向為Z大，振動頻率與旋轉頻率相等。
（8）電氣方麵的缺（quē）陷引起的（de）振（zhèn）動：定子三相磁場不（bú）對稱，由於三相（xiàng）電壓不平衡，單相運行等原因導致磁中心錯位；定子（zǐ）鐵心或定子線圈鬆動，使定子電磁振動和噪聲加大；電機氣隙不均引起（qǐ）的電磁（cí）振動；轉子導體故障，有鬆（sōng）動的零件等。
3 風機產生（shēng）振動的對策
⑴葉輪本身不平衡，葉輪不平衡可分為動不平衡（力偶不平（píng）衡）和靜不平（píng）衡（力矩不（bú）平衡）兩種。風機運（yùn）行（háng）中很少產生動（dòng）不平衡，消除動不平衡的方法是：拆除風機轉子，利用動平衡機對轉子（zǐ）進行平衡找（zhǎo）平（píng），通過（guò）平衡機找平的轉子，動、靜不平衡基本可（kě）以得到根除。靜不平（píng）衡可在現場利用三點（diǎn）平（píng）衡法進行找平。
⑵葉輪與主軸配合間（jiān）隙過大引起的振動，對於新（xīn）軸（zhóu）要依據圖紙進行校核，確保葉輪與軸（zhóu）的配合間隙。另外風（fēng）機正常（cháng）運行期間盡量（liàng）減少檢修次數（shù）。由於每次檢修對於風機（jī）主軸都存在一定的磨修，這樣一來多次的修（xiū）複會造成主軸（zhóu）的累積（jī）磨損，Z終導致主（zhǔ）軸報廢。還有葉輪與主軸安裝（zhuāng）完畢（bì）後，軸頭用於鎖緊葉輪的鎖母必須緊固到位，一旦出現鬆動會造成風機振動影響檢修質量。
⑶主軸發生彎曲所引起的振動，主軸彎曲主（zhǔ）要產生於日常點檢維護工作（zuò）不到（dào）位，對（duì）長期停（tíng）用風機，點檢和崗位人員必須每天進行手動盤車，每（měi）天盤車角度為60°～120°之間，防止（zhǐ）由於風機（jī）長時間（jiān）不運（yùn）轉，在葉（yè）輪自重的因素下，主軸發生彎曲變形。還有風機在運行期間，必須每天進行點檢，確保風機油位正常（cháng），防止由（yóu）於缺油軸承燒損，造（zào）成主（zhǔ）軸局部受高溫彎曲變形。
⑷基（jī）礎或機座的剛性不夠（gòu）或不（bú）牢，基礎鋼板薄弱、墊鐵鬆動、位移、地腳螺栓鬆動引起的（de）振動。如果是風機底座鋼結構（gòu）強度不夠，可將風機軸承座（zuò）拆除，重新製（zhì）作安裝底座鋼結構（gòu）。如混凝土基礎強度不（bú）夠而產生的振動，處理（lǐ）起來就非常麻煩，如基礎主體已經出現裂縫，但不是由上至下的（de）貫穿縫，可臨時進（jìn）行處理，此（cǐ）時需要拆（chāi）除（chú）風機軸承座，將開裂部分鑿除，並（bìng）在基礎本體上鑽孔埋膨脹螺栓，然後在原有基礎外側支鋼板並用膨脹螺栓固定，采用高鋁水泥或CGM澆注料進行基礎澆注。在澆注的新（xīn）基礎上（shàng）調整風（fēng）機轉子（zǐ）和電動機的同心度，調整風機軸承座的水（shuǐ）平度和兩座間的水（shuǐ）平度和同心度達（dá）要求，然後緊固地腳螺栓並將調整墊子與（yǔ）鋼板底座焊接固（gù）定。Z後一種情況就是基礎報廢，重新澆注。由於基礎引發的風機振動（dòng），在正（zhèng）常生產時，處理較為困難。因此要求在風機基礎施工時就要做好質量把關工（gōng）作，否則一旦風（fēng）機投（tóu）入使用，將給日常維護帶來很多麻煩。
⑸聯軸（zhóu）器中心找正誤差引起的振動。主要是（shì）由於檢修人員在對電（diàn）機找正過程（chéng）中未按標準進行作業，導（dǎo）致（zhì）風機與電機（jī）軸存在平（píng）行或相交誤差；也可能出現聯（lián）軸器兩端（duān）麵（miàn）不平行和（hé）間隙過大或過小。電機（jī）找正過程中，要求電（diàn）氣、機（jī）械點（diǎn）檢人員，現場全過程質量跟蹤（zōng），隨時掌握調整數據，通過數據判斷（duàn）電機找正（zhèng）情況，防止檢（jiǎn）修人員弄（nòng）虛作假。
⑹聯軸器與軸配合間隙過大，彈性套間隙過大（dà）或（huò）間隙（xì）不均引發的振動。這類振動一般出現在更換聯軸器的時候，對於所要更換的聯（lián）軸（zhóu）器依據圖紙進行校核，確保聯軸器（qì）與（yǔ）軸的配合間隙；控製柱銷孔孔徑尺寸和聯軸器兩側柱銷孔同心度。另一種（zhǒng）情況是隻更（gèng）換電機（jī）側或風機（jī）側（cè）的聯軸器，由於兩側聯軸器不是（shì）同期同批加工，很難保證聯軸器兩側柱（zhù）銷孔同心度，因此建（jiàn）議在（zài）更換聯軸器（qì）時，盡可能的一次更換一付。
⑺軸承（chéng）磨損，間（jiān）隙過大；軸頸磨損，軸承內套與（yǔ）軸頸配合間隙（xì）大。風機軸承在風機運行中始終（zhōng）處於高速轉動，因此不可避免的會出現磨損。因此（cǐ）要求點檢人員每天記錄風（fēng）機振動值，掌握軸承的劣化趨（qū）勢，根據劣化趨勢製定科學合理（lǐ）的更換周期，做好預先維修的工作。在修複過程中，同樣會出現主軸多次修複後，軸承與（yǔ）主軸配合間隙（xì）變大的情況，根（gēn）據軸承與軸的配合間隙。如軸與軸承間隙在0.010mm範圍內，可采（cǎi）用電鍍修複主軸軸承裝配部位；如軸（zhóu）與軸承間隙在0.025mm範圍內，風機轉速在1000r/min以下時，可采用主軸軸承裝配部位打麻點，配合使用固持膠的方法處理（lǐ）過大的配（pèi）合間隙。另外要求（qiú）更換軸（zhóu）承後，軸承必須安裝到位，同時軸承鎖固鎖（suǒ）母必須打緊，並配合止退墊使用。
⑻電氣（qì）方（fāng）麵的缺陷引起的振動，我們一般采用電機下線返廠修複處理（lǐ）。
4 風機軸承溫度過高的（de）原因
對風機產生軸承溫度過高（gāo）的原因分析，主要以下幾點。
⑴風機兩側軸承包同心度存在（zài）加工和安裝誤差。這種情況經常發生於軸承包位於風機葉（yè）輪兩（liǎng）側（cè），安裝時沒有按規範（fàn）施工或基準（zhǔn）點不準，兩側軸承包（bāo）安裝後存在（zài）水平位移和標高誤差。還有一種情況是軸承包為一體式，軸承安裝（zhuāng）位置的鏜孔在製造加工（gōng）時出現兩鏜孔同心（xīn）度超差，這種誤差基本上是無（wú）法（fǎ）消除的缺陷，可以說一（yī）旦出現軸（zhóu）承包就隻能報廢。
解決方法：拆除風機總成（chéng），對兩側軸承包進行找平找正。
⑵風（fēng）機軸承包自身（shēn）存在傾斜，軸承在軸（zhóu）承包內呈傾斜狀態，導（dǎo）致風機軸承在運行時溫度高。其（qí）產生的原因是風機安裝、檢修質量不高，軸承在允（yǔn）許調節角度的（de）臨界邊緣運行。
解決方法：拆除風機總成及（jí）軸承包，軸承包重新找正。
⑶軸承包存在卡幫、軸承壓鉛過緊，導致軸（zhóu）承運行溫度過（guò）高。其產生的原（yuán）因（yīn）是風機運行時，由於軸承安裝位（wèi）置兩側（cè）或頂部沒有間（jiān）隙，高速運轉時軸（zhóu）承產生的熱量使內圈向外膨脹，而軸承外圈被軸承包側幫或頂部擠死，無法向（xiàng）外膨脹，導致軸承遊隙減小，引發軸承燒損事故。
解決方法：拆除風機總成或將（jiāng）總成吊起，對軸承包開（kāi）瓦幫。
⑷軸（zhóu）承運行異常，造成軸承發熱。主要是由於軸承疲勞磨損出現（xiàn）脫皮、麻坑、間隙增大引起的溫度升高，一般可以（yǐ）通過聽軸承聲音和測量振動（dòng）等方法來判斷。
解決方法：重新壓鉛（qiān）調整軸承（chéng）頂間隙。
⑸軸承包在鑄造過程中，內部水腔小，造成冷卻強度（dù）降低；軸承包水腔堵塞，冷卻水通過量小，導（dǎo）致軸承發熱。
⑹軸承包未（wèi）按標準加入規定的油脂。一般情況是崗位人員擔心風機缺油造成（chéng）軸承燒損，在加（jiā）油時加入量過多（duō），這（zhè）時（shí）現象為溫度持續不（bú）斷（duàn）上升，到達某點後（一般在比正常（cháng）運行溫度高（gāo）10～15℃左右）就會維持不變，然後會逐漸下降。
5 風機軸承溫度過（guò）高的對策（cè）
⑴風機兩側軸承（chéng）包同心度（dù）存（cún）在加（jiā）工和安裝誤差。規範檢修作業程序，點檢人員現場把關，嚴格執行安裝風機（jī）檢修作業標準，控製質量。同（tóng）時（shí）對新備件進行（háng）認真細致的（de）尺寸核對，必要時可（kě）以聯係（xì）西部重工，在機床上校核（hé）軸（zhóu）承包鏜孔同心度。
⑵風機軸承包自身存在傾斜，軸承在（zài）軸承包內呈傾（qīng）斜狀態，導致風機軸承在運行時溫度高。解決的（de）方法同樣是嚴格（gé）執行安（ān）裝風機檢修作業標準，控製質（zhì）量。
⑶軸承包存在卡幫、軸承壓鉛過緊，導致軸承運行溫度過高。軸承包存在卡幫解決方法是：新軸承包安裝完畢後，對（duì）軸承包側（cè）幫進行測繪，把軸承放入軸承包（bāo）軸（zhóu）承安裝位置並給（gěi）一定的壓力，用塞尺測量軸承與瓦座的側間隙（xì），根據數據用刮刀開（kāi）瓦幫，開幫後軸承底部與軸承座接觸麵不小於周長（zhǎng）的1/3。軸承壓鉛過緊的解決方法（fǎ）是：調整軸承頂間隙，預留軸承受熱膨脹量。
⑷軸承運行異常，造成軸承發熱。可以通過每天測量風機振動（dòng）趨（qū）勢和聲音判斷，根據趨勢製定科學合理的更（gèng）換周期。
⑸軸承包在鑄（zhù）造（zào）過程中，內（nèi）部（bù）水腔小，造成冷卻強度（dù）降低；軸（zhóu）承（chéng）包水腔堵塞，冷卻水通過量（liàng）小，導致軸承發熱。解決方法：軸承（chéng）包在鑄造過程中，內部水腔小，造成冷卻（què）強度降低，一般這種情況（kuàng）很（hěn）少出（chū）現，但一旦是這個原因（yīn），那這個軸承包必須報廢。如果是軸承包水腔堵塞，則拆除軸承包，用酸（suān）洗泵對（duì）軸承包水腔進行衝洗。
⑹軸承包未按標準加入規定的油脂。應當（dāng）按照定期（qī）工作的要求給軸承箱加入（rù）規定的油（yóu）脂和油量。
6 結語
風機故障的分析與診斷（duàn）是一（yī）項實踐性很強的（de）技（jì）術，診斷與處理的成功與否，經驗起了重要的作用，以上的知識是（shì）Z典型（xíng）、Z單一的問題類型。而實際生產中，因振動產生的風機故障具有原發性和誘發性，原發性故障是故障的根（gēn）源，它（tā）反映故障的本質。誘發性故障是原發性（xìng）故障誘發產生的，它（tā）體現的是設備故障（zhàng）表現出來的現象。例如：葉輪不平（píng）衡，導（dǎo）致軸承缺陷，不平衡是（shì）原發故（gù）障，軸承缺陷是誘發故障；而不平衡又可能是部件磨損，或積灰等原因誘發的故障（zhàng）。誘發性（xìng）故障在尚未形成時造成的一些現象，對故障的判斷很容易產生誤導。如：電（diàn）機軸與風機軸兩軸心對中不好，就會對軸承造成過大的壓（yā）力（lì），導致軸承部位振動增大，其表現出來的征狀很象是軸承磨損間隙過大（dà）造成的。誘發性故障表現出（chū）來的部位是（shì）設備（bèi）的（de）薄弱部位，所以比（bǐ）較容易（yì）診（zhěn）斷出來。而原發性故障（zhàng）其誘發因素很（hěn）多，並且相互交錯，隱蔽得較深，故障（zhàng）的診斷較複（fù）雜，很難（nán）一次判斷準確。這又（yòu）涉及振動故障的（de）另一特性：單一性和多重性。實際生（shēng）產中（zhōng），純粹單一的振動故（gù）障是不多（duō）見（jiàn）的。辯證地講，即（jí）使是正（zhèng）常（cháng）的設備，可（kě）以認為（wéi）存在著很多微小的缺陷，如果振動較大，很可能是由於設備的綜合因素：包括設備的安裝、各部件的（de）磨損、係統工藝參數的匹配等因素造成的；當設備尚能維持工作時，這些因素不構成故障（zhàng），Z多（duō）隻能說設備狀態不理（lǐ）想（xiǎng），當振動（dòng）超過（guò）標準危及（jí）正常運行時，其原因就比較（jiào）難說清，而當某種因素成為主導因（yīn）素時，診斷就相對容易，但這種情況又會引起誘發故障（zhàng）。所以嚴格地說（shuō），孤立的（de）、單一的故（gù）障是不（bú）多見（jiàn）的。通常振動是風機故障Z敏感的（de）表現特征，對不同（tóng）部（bù）位的故（gù）障，它的敏感程度是不同的，根據產生振動的原（yuán）因（yīn），重點（diǎn）進行檢查。在故障原因難確定的情況下，應從Z容易檢查的、Z容易處理的部位入手，如：緊固各部位的的螺栓、添加潤滑油等（děng），逐步向真正的故障部（bù）位靠近。結合風機振動故障的性質（zhì），通過分析現象（xiàng）就會比較（jiào）準確、客觀地判斷出故障的原因，進而就可以成功（gōng）地處理好風機振動故障。使工作（zuò）少走彎（wān）路，避免誤入歧途，造成不（bú）必要的（de）人力物力的浪（làng）費，甚至更換設備的浪（làng）費。
參考文（wén）獻：
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[2]盛兆順，尹琦（qí）嶺.設備狀態監測與故障診斷技術及應用[M].北京：化學工（gōng）業出版社，2003.
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來源：《甘肅冶（yě）金》2012年6月
