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摘 要：大慶石化公司污水處理用的鼓風(fēng)機(jī)振動(dòng)異常。通過(guò)振動(dòng)趨勢(shì)圖及頻譜分析，并采取逐點(diǎn)排除法，確認(rèn)振動(dòng)異常源于電機(jī)。
關(guān)鍵詞：鼓風(fēng)機(jī)；頻譜；診斷；電機(jī)；松動(dòng)；動(dòng)平衡

一、振動(dòng)概述
2003年12月，大慶石化公司某污水車(chē)間C001-4#鼓風(fēng)機(jī)的四個(gè)測(cè)點(diǎn)振動(dòng)值升高，至2004年2月，振動(dòng)進(jìn)一步加劇。其中最大振動(dòng)速度從1.9mm/s升至8.4mm/s，遠(yuǎn)超過(guò)4.5mm/s的允許值。其趨勢(shì)圖見(jiàn)圖1。

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二、初步分析
鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速3 000r/min，功率440kW%，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖及測(cè)點(diǎn)布置見(jiàn)圖2。

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振動(dòng)趨勢(shì)圖顯示3#，4#測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)幅值躍升幅度比1#、2#測(cè)點(diǎn)大，同時(shí)可以看出聯(lián)軸器側(cè)的2#、3#測(cè)點(diǎn)比1#、4#測(cè)點(diǎn)幅值躍升幅度大。經(jīng)初步分析，認(rèn)為振動(dòng)源于電機(jī)，并且位于聯(lián)軸器側(cè)。具體產(chǎn)生原因可能是由于聯(lián)軸器對(duì)中變化（螺栓松動(dòng)、聯(lián)軸器膠圈磨損等）、地腳松動(dòng)、軸承損壞或其它原因造成
三、故障分析診斷
1、仔細(xì)檢查鼓風(fēng)機(jī)地腳螺栓及對(duì)中情況，未發(fā)現(xiàn)異常。脫開(kāi)聯(lián)軸器單試電機(jī)，發(fā)現(xiàn)3#測(cè)點(diǎn)的水平振動(dòng)值達(dá)到3.98mm/s，垂直振動(dòng)值2.87mm/s，軸向振動(dòng)值4.32mm/s。而此前電機(jī)無(wú)負(fù)載運(yùn)行的總體振動(dòng)值小于l.lmm/s，表明電機(jī)振動(dòng)嚴(yán)重，導(dǎo)致機(jī)組振動(dòng)異常。
2.、3#測(cè)點(diǎn)水平、垂直、軸向的頻譜如圖3所示。從頻譜圖可以看出，振動(dòng)在水平和軸向較大，頻率以工頻為主，伴隨2、3、4倍等高次諧波。

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3．頻譜分析
(1)轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡導(dǎo)致產(chǎn)生工頻振動(dòng)。但據(jù)該電機(jī)以往振動(dòng)資料分析，轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡良好，也未檢修過(guò)，不太可能發(fā)生大的改變，故振動(dòng)的主要原因應(yīng)該不是動(dòng)平衡問(wèn)題。
(2)產(chǎn)生高次諧波有以下原因
①軸承不對(duì)中。由于平衡位置發(fā)生變化，軸工程載荷重新分配，軸承油膜呈非線性，在一定條件下出現(xiàn)高次諧波。同時(shí)軸承不對(duì)中會(huì)引起電機(jī)軸向振動(dòng)。
②轉(zhuǎn)子部件松動(dòng)。轉(zhuǎn)子部件松動(dòng)是非線性和時(shí)變的，因此產(chǎn)生非線性振動(dòng)，將出現(xiàn)大量旋轉(zhuǎn)頻率的諧波。
轉(zhuǎn)子機(jī)械松動(dòng)包括軸承與軸承座配合間隙不當(dāng)、聯(lián)軸器與軸過(guò)盈不足等。軸承內(nèi)圈磨損產(chǎn)生的頻譜和軸承座配合間隙不當(dāng)產(chǎn)生的頻譜相似，而且軸承內(nèi)圈磨損后，軸承與軸的配合間隙變大，導(dǎo)致設(shè)備動(dòng)平衡破壞和前后軸承不對(duì)中，在頻譜圖上產(chǎn)生工頻及高次諧波，因此電機(jī)故障很可能是軸承內(nèi)圈磨損造成。
檢修電機(jī)時(shí)，發(fā)現(xiàn)聯(lián)軸器側(cè)電機(jī)軸已嚴(yán)重磨損，實(shí)測(cè)軸頸尺寸為φ100-0.10mm，電機(jī)后側(cè)軸頸尺寸為φ100-0.01 mm，從而證實(shí)了此前的判斷。
四、解決措施
用噴涂法修復(fù)軸頸，使與聯(lián)軸器孔過(guò)盈0.02mm.再次單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)，3#測(cè)點(diǎn)的水平、垂直方向頻譜如圖4所示。

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從中可以看出，檢修后電機(jī)徑向振動(dòng)比檢修前增大了，振動(dòng)頻率以工頻為主。軸向振動(dòng)很小，并且振動(dòng)隨轉(zhuǎn)速變化而變化，是典型的動(dòng)不平衡振動(dòng)這是由于修復(fù)電機(jī)時(shí)。機(jī)械加工誤差導(dǎo)致動(dòng)平衡變化所致。
重新對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行動(dòng)平衡，在左、右配重面分別加了70.1g和104g配重。再次開(kāi)機(jī)，1#、 2#測(cè)點(diǎn)振動(dòng)值均在1.68mm/s以下，狀態(tài)良好。

參考文獻(xiàn)：
[1] 沈慶根北工機(jī)器故障診斷技術(shù)[M]．浙江大學(xué)出版社，1994.
[2] 徐敏設(shè)備故障診斷手冊(cè)[M]．西安交通大學(xué)出版社，1998.



風(fēng)機(jī)扇葉的運(yùn)行和養(yǎng)護(hù)

2.1 防 雷

由于雷擊能引起風(fēng)力機(jī)不同程度的損壞，因此它是工程師關(guān)注的焦點(diǎn)，要設(shè)法提高葉片在雷擊下的生存能力�？刂评讚舻膸追N經(jīng)典方法包括采用葉尖附近裸露的接閃器。這些接閃器和導(dǎo)線相連，把雷擊的電流引到葉根。電流在此進(jìn)入輪轂和主軸，通過(guò)電刷把它帶到機(jī)艙罩的底盤(pán)，最后通到地面。但是，即使有一個(gè)良好的傳導(dǎo)路徑至地面，葉片也可能在被雷擊中時(shí)分層，這是因?yàn)槿~片中的任何潮氣在那時(shí)都變成了蒸汽。

2.2 漏 油

因?yàn)橛蜐B漏后會(huì)穿透葉片層板，引起葉片分離。葉片內(nèi)部縫隙需要清潔控制。葉片外層的油滲漏能造成污垢，降低其運(yùn)行效果。

2.3 裂 縫

目測(cè)葉片裂縫，這是最容易的一種檢查葉片有問(wèn)題的方法。所有的裂縫應(yīng)及時(shí)報(bào)告，以保證它在變成大問(wèn)題前及時(shí)修復(fù)。由于裂縫會(huì)生長(zhǎng)，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，修補(bǔ)起來(lái)會(huì)比較貴。裂縫會(huì)使水進(jìn)入葉片，在冰融氣候中引起葉片損壞。

風(fēng)機(jī)扇葉的運(yùn)行和養(yǎng)護(hù)
2.4 污 垢

當(dāng)翼型變臟后，其性能受到影響。就象一輛汽車(chē)的擋風(fēng)板，葉片也會(huì)很快地聚集污垢和蟲(chóng)子。失速調(diào)槳風(fēng)力機(jī)在高風(fēng)速下失速以保護(hù)風(fēng)力機(jī)。這些翼型對(duì)前緣上的污垢或蟲(chóng)子很敏感，它們會(huì)使葉片提前失速。

一個(gè)變臟的失速定漿翼型可能會(huì)損失20%效率，因此保持干凈很重要。在一些地區(qū)，每幾個(gè)星期對(duì)葉片進(jìn)行清潔是很經(jīng)濟(jì)的。變槳風(fēng)力機(jī)翼型可避免失速，它和失速定槳葉片不同，不受污垢影響。

2.5 前緣腐蝕

在世界上一些地方，前緣腐蝕是一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題，而其它地方可能根本不是一個(gè)問(wèn)題。如果你發(fā)現(xiàn)前緣腐蝕在你的地區(qū)是一個(gè)問(wèn)題時(shí)，我們建議使用前緣保護(hù)帶，它用于葉片前緣。這些帶子非常耐用，可以防止腐蝕。

2.6 金屬疲勞

雖然大多數(shù)葉片使用纖維制造，但一些葉片零件也采用金屬。擔(dān)心的地方是用于槳和葉尖機(jī)構(gòu)的零件托架，因此要尋找這些安裝部件的金屬支撐架上的裂縫。在擰緊葉片緊固件或螺栓時(shí)要小心，過(guò)緊或過(guò)松都會(huì)造成嚴(yán)重的后果。

2.7 冰

葉片上的積冰非常危險(xiǎn)，最好的辦法是把風(fēng)力機(jī)上的冰都除去。冰減少了翼型的效率，使葉輪失去平衡。在極端結(jié)冰條件下，風(fēng)力機(jī)經(jīng)常被迫關(guān)掉。

2.8 可展開(kāi)的葉尖

這些可移動(dòng)的葉尖用作剎車(chē)裝置，防止產(chǎn)生失控。它們用在定槳風(fēng)力機(jī)上。擁有可展開(kāi)葉尖的葉片需要葉尖維護(hù)。針對(duì)裂縫和磨損部件，要檢查所有的機(jī)構(gòu)。大多數(shù)帶葉尖的大葉片用電纜連接葉尖至葉根處的激勵(lì)機(jī)構(gòu)。這些地方的問(wèn)題涉及葉尖鎖斷裂、電纜斷裂。葉片可以在沒(méi)有葉尖鎖的情況下起作用。但因?yàn)槿~尖將展開(kāi)，所以電纜斷了，葉片就不起作用了。

在我們看來(lái)，有必要問(wèn)是否所有的葉片應(yīng)有可展開(kāi)的葉尖，作為一個(gè)最后的安全措施以防止出現(xiàn)失控。在獨(dú)立槳葉片的風(fēng)力機(jī)上已出現(xiàn)過(guò)失控。

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2.9 防止葉片損壞

在搬運(yùn)葉片時(shí)，適當(dāng)保護(hù)翼型的薄弱之處很重要。我們經(jīng)常會(huì)看到在搬運(yùn)葉片時(shí)不小心，造成后緣損壞。在用皮帶捆扎起來(lái)進(jìn)行搬運(yùn)前，我們用一個(gè)的護(hù)套來(lái)保護(hù)后緣。

2.10 葉片平衡

葉片必須平衡，使它們不會(huì)對(duì)風(fēng)力機(jī)其余部分或塔架造成過(guò)載。就象汽車(chē)的輪子，如果葉片不平衡，旋轉(zhuǎn)葉片會(huì)引起載荷反復(fù)擺動(dòng)。

2.11靜載荷力矩

這是葉片被吊著葉根時(shí)的重量。每次輪轂旋轉(zhuǎn)180度，該重量反向。反向的載荷造成許多損壞，如果葉片設(shè)計(jì)或制造有誤，它就會(huì)在葉根附近斷裂，因?yàn)楦怂茌d荷最大。當(dāng)葉片越來(lái)越長(zhǎng)時(shí)，它就成為一個(gè)關(guān)鍵的設(shè)計(jì)載荷。

2.12 葉片震動(dòng)缺陷

當(dāng)葉片越來(lái)越大時(shí)，風(fēng)力機(jī)就更昂貴，要使用更多的安全裝置。葉片震動(dòng)可以用加速計(jì)測(cè)出�？刂苾x能改變?nèi)~片的節(jié)矩、風(fēng)力機(jī)速度或其它參數(shù)以減小不需要的震動(dòng)。如果你的風(fēng)力機(jī)在這點(diǎn)上有錯(cuò)，你需要通知你的工程師。如果不去研究產(chǎn)生的原因，它就會(huì)變成一個(gè)嚴(yán)重的事故。葉片震動(dòng)缺陷通常需要專門(mén)的探測(cè)工具，大多數(shù)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員不具備。我們建議用一名風(fēng)力機(jī)工程師收集和分析數(shù)據(jù)，以找出原因。

風(fēng)機(jī)扇葉的運(yùn)行和養(yǎng)護(hù)
2.13 共振頻率

當(dāng)一個(gè)物體的震動(dòng)固有頻率與風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度相匹配時(shí)，就產(chǎn)生共振頻率。設(shè)計(jì)葉片時(shí)，其固有頻率必須和葉輪每分鐘轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率和塔架搖擺頻率不同。否則，正常的葉片跳動(dòng)在葉片和風(fēng)力機(jī)其它部件共振時(shí)被放大，在葉片結(jié)構(gòu)上引起極限載荷。由于葉片形狀象翅膀，它們?cè)谂膭?dòng)方向，以邊緣間不同頻率震動(dòng)。

當(dāng)葉片裝在變速風(fēng)力機(jī)上，這些頻率都需被理解，同時(shí)共振問(wèn)題更加復(fù)雜。在葉片制造中大的修補(bǔ)或偏離設(shè)計(jì)會(huì)改變?nèi)~片重量，也改變共振頻率。這就是為什么風(fēng)力機(jī)可能裝有一個(gè)葉片振動(dòng)傳感器，如果葉片運(yùn)作接近任何固有頻率，它能使風(fēng)力機(jī)產(chǎn)生故障。

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2.14 失 控

失控是風(fēng)力機(jī)不能停下來(lái)。它可能是由于制動(dòng)或槳工程出錯(cuò)造成。也可能是控制器或操作誤差引起。這是很危險(xiǎn)的情況，因?yàn)槿~片產(chǎn)生的功率隨著轉(zhuǎn)速增加繼續(xù)上升。如果發(fā)電機(jī)不在線，沒(méi)有載荷可阻止每分鐘轉(zhuǎn)速上升。

當(dāng)轉(zhuǎn)速增加，就會(huì)產(chǎn)生幾種情況。葉片可能回彈，撞到塔架，或者因?yàn)殡x心力增加，引起葉片飛散。如果這種情況發(fā)生，葉輪會(huì)失控甩出去，風(fēng)力機(jī)可能搖晃脫離塔架。因?yàn)闆](méi)有一個(gè)工程是被設(shè)計(jì)用來(lái)對(duì)付極限超速，所以塔架或地基可能倒塌，掀翻整個(gè)風(fēng)力機(jī)。不要靠近一個(gè)失控的風(fēng)力機(jī)，因?yàn)樗哪承┎考赡鼙凰Τ鰩装儆⒊哌h(yuǎn)。由于現(xiàn)代風(fēng)力機(jī)高度很高，倒塌時(shí)它要超過(guò)一個(gè)足球場(chǎng)大小。

2.15 葉片到塔架的間距

在現(xiàn)代風(fēng)力機(jī)設(shè)計(jì)中，這是一個(gè)重要的設(shè)計(jì)考慮。因?yàn)榇蠖鄶?shù)風(fēng)力機(jī)是迎風(fēng)的，它們往往會(huì)向后彎向塔架。
葉尖和塔架的間距受到以下因素影響：葉片剛度、葉輪轉(zhuǎn)速、風(fēng)速、葉片塔架距離、機(jī)艙罩傾斜、偏航軸溢出和塔架的形狀。隨著時(shí)間延長(zhǎng)，偏航軸磨損和葉片老化可能降低葉片和塔架的間距。如果一個(gè)葉片撞到了塔架，對(duì)葉片是一個(gè)災(zāi)難性事件，它會(huì)損壞整個(gè)風(fēng)機(jī)和塔架。

風(fēng)機(jī)扇葉的運(yùn)行和養(yǎng)護(hù)
2.16 找出葉片缺陷

通過(guò)看，聽(tīng)和感覺(jué)，可找出葉片缺陷。一個(gè)好的技術(shù)人員會(huì)聽(tīng)風(fēng)力機(jī)和葉片的聲音。一個(gè)旋轉(zhuǎn)的葉片所發(fā)出的聲音如果有任何變化，比如有一個(gè)葉片突然開(kāi)始哨叫，那就意味著葉片中某些部分發(fā)生了變化。

如果你再一次注意到你的風(fēng)力機(jī)會(huì)向四周搖擺，而這種情況以前從未發(fā)生過(guò)，那可能葉片中的一些部分發(fā)生改變。我們建議使用一副好的雙筒望遠(yuǎn)鏡定期掃描檢查葉片蒙皮。也可以使用攝像機(jī)攝錄下對(duì)葉片蒙皮的掃描，用于以后的評(píng)估，并放大懷疑的區(qū)域。但我們建議由同一個(gè)人來(lái)掃描檢查蒙皮或記錄，這樣使微小的變化也可被看到。不熟練的人可能看不到這些微小變化。



養(yǎng)殖廠排風(fēng)機(jī)
河北負(fù)壓風(fēng)機(jī)價(jià)格
廠房通風(fēng)降溫

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