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风机是大型的旋转机械,振动是风机设备运行是否正常的一个主要指标。振动如果超过相关标准的要求,就说明风机工作是不正常的,需要查找原因并消除安全隐患。
大型的风机设备一般都配置有轴承测振装置,在中控室中可以实时监测风机的振动情况。振动大也是风机常见的运行问题,下面就介绍典型的故障以及判断方法。
由于转子不平衡而引起的振动主要有以下特征:
振动频率主要在一倍频,一倍频的振动占通频的一半以上。
振动稳定,相位稳定
振动对负荷不敏感
振动随转速的增加而增大
径向振动大
由于转子动平衡造成的振动大的典型频谱见下图:
造成转子动不平衡的原因主要有:
转子结垢
不均匀积灰
不均匀磨损、腐蚀等
叶轮零件松动或者脱落
叶片裂纹
由于转子不对中引起的振动特征:
径向振动以二倍频为主,常伴有一倍频和三倍频
轴向振动也较大,以二倍频为主,伴有一倍频和三倍频
振动随负荷增大而增大
轴承如果不对中,径向振动较大,而且振动不稳定。
由于转子不对中造成的振动大的典型频谱见下图:
由于主轴弯曲而引起的振动主要有以下特征:
振动频率主要在一倍频,常伴有二倍频
振动稳定,相位稳定
径向振动大
由于主轴弯曲造成的振动大的典型频谱如下图:
由于转动部件与静态件摩擦引起的振动主要有以下特征:
振动频率为高次谐波、低次谐波以及组合频率,常伴有一倍频
振动不稳定,相位不稳定
径向振动大
振动为自激振动,与转速无关。
转动部件与静态件摩擦集流器与叶轮进口摩擦、叶轮与机壳摩擦、主轴与轴封摩擦、刹车片与刹车盘的摩擦等。
由于摩擦情况的不同,实际振动的表现也千差万别,应该根据上面的典型特征综合分析判断。
由于基础刚度不够或者基础与底座连接松动引起的振动的特征:
出现3到10倍频
径向振动大,尤其是垂直方向振动大
有时出现基础频率分数谐波,比如1/2、3/2等频率
振动不稳定,相位不稳定
轴向振动正常。
由于本原因造成的振动大的典型频谱见下图:
由于松动造成的振动一个特征是振动的非线性,存在奇次谐波;另一个特征是在松动方向上的振动,大多数表现为垂直和轴向的振动。
由于失速引起的振动主要有以下特征:
振动频率为组合频率
振动大幅度增加且波动,相位不稳定
径向振动大
风机的噪音大大增加
有可能出现风量减小、电机电流减小等现象。
风机的工作点如果位于下图所示的区域共作 ,风机就可能发生失速,因此风机的工作区域应避开下图的失速区域。
风机的设计问题
风机在设计的时候,如果没有避开风机的自然频率,风机会发生共振,进而造成风机振动大。风机共振是指风机所受激励的频率与风机的某阶固有频率相接近时,系统振幅显著增大的现象。通常下共振是有害的,会引起机械结构很大的变形和动态应力,甚至造成破坏性事故。
在实际运行过程中,由于风机共振造成的振动是最难发现的,隐患也是最大的。
处理风机的振动问题是比较复杂的,只要掌握不同振动的原因和基本特征,加上平时的经验积累,就能够通过各种分析判断并找到风机产生振动故障的原因,并采取针对性的措施,进而提高风机的安全可靠性,为企业的正常生产贡献应有的力量。
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