風機產生振動的原因及處理方法
2018-07-30費新益
（中天鋼鐵熱電廠）
（中天鋼鐵熱電廠）
一、風機產生振動的原因及解決方法
1.葉輪與主軸配合間隙過大引起的振動，其主要原因是葉輪在制作加工過程中加工精度有誤差，軸頭出現橢圓，導致配合接觸面減少，有原來的面接觸變成了點接觸。還有在修復過程中檢修人員用細砂紙打磨軸頭，多次修復后，導致主軸頭與葉輪配合間隙過大。
解決方法：葉輪與主軸配合間隙過大引起的振動，對于新軸要依據圖紙進行校核，確保達到葉輪與軸的配合間隙，葉輪軸孔與軸之間為過盈配合，緊力為0.01-0.05mm。另外風機正常運行期間盡量減少檢修次數，由于每次檢修對于風機主軸都存在一定的磨修，這樣一來多次的修復會造成主軸的累積磨損，使主軸軸頸明顯變細，達不到孔與軸的過盈配合要求。還有葉輪與主軸安裝完畢后，軸頭用于鎖緊葉輪的鎖母必須緊固到位，一旦出現松動會造成風機振動加劇上升。
2.葉輪本身不平衡所引起的振動，其產生的原因有：葉輪上的零部件松動、變化、變形或產生不均勻的腐蝕、磨損；工作介質中的固體顆粒沉積在轉子上；檢修中更換的新零部件重量不均勻；制造中葉輪的材質不勻稱；加工精度有誤差、裝配有偏差等。葉輪本身不平衡，葉輪不平衡可分為動不平衡（力偶不平衡）和靜不平衡（力矩不平衡）兩種。
解決方法：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進行平衡找平，通過平衡機找平的轉子，動、靜不平衡基本可以得到根除。靜不平衡可在現場利用三點平衡法進行找平。
3.主軸發生彎曲，其主要原因是風機長期處于停用狀態，主軸葉輪在自重的作用下，發生彎曲變形。這種情況經常出現在正常運轉的風機停用后，再次啟機時，出現風機振動超標的現象。再者主軸局部高溫也可使軸彎曲。
解決方法：主軸發生彎曲所引起的振動，主軸彎曲主要產生于日常點檢維護工作不到位，對長期停用風機，點檢和崗位人員必須每天進行手動盤車，每天盤車角度為60°～120°之間，防止由于風機長時間不運轉，在葉輪自重的因素下，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，防止由于缺油軸承燒損，造成主軸局部受高溫彎曲變形。
4.基礎或機座的剛性不夠或不牢，基礎鋼板薄弱、墊鐵松動、位移、地腳螺栓松動等引起的振動。其主要原因是在風機基礎施工中，施工單位未按設計要求和施工規范施工，導致基礎強度不夠。這種振動的特征為有問題的地腳螺栓處的軸承座的振動Z大。
解決方法：如果是風機底座鋼結構強度不夠，可將風機軸承座拆除，重新制作安裝底座鋼結構。如混凝土基礎強度不夠而產生的振動，處理起來就非常麻煩，如基礎主體已經出現裂縫，但不是由上至下的貫穿縫，可臨時進行處理，此時需要拆除風機軸承座，將開裂部分鑿除，并在基礎本體上鉆孔埋膨脹螺栓，然后在原有基礎外側支鋼板并用膨脹螺栓固定，采用高鋁水泥或CGM澆注料進行基礎澆注。在澆注的新基礎上調整風機轉子和電動機的同心度，調整風機軸承座的水平度和兩座間的水平度和同心度達要求，然后緊固地腳螺栓并將調整墊子與鋼板底座焊接固定。Z后一種情況就是基礎報廢，重新澆注。由于基礎引發的風機振動，在正常生產時，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作，否則一旦風機投入使用，將給日常維護帶來很多麻煩。
5.風機聯軸器中心找正誤差引起的振動。風機與電機之間由聯軸器聯接，傳遞運動和轉矩，不對中是風機Z常見的故障，風機的不對中故障是指風機、電機兩轉子的軸心線與軸承中心線的傾斜或偏移。風機轉子系統產生不對中故障后，在旋轉過程中會產生一系列對設備運行不利的動態效應，引起聯軸器的偏轉、軸承的磨損、油膜失穩和軸的撓曲變形等，不僅使轉子的軸頸與軸承的相互位置和軸承的工作狀態發生了變化，同時也降低了軸系的固有頻率，使轉子受力及軸承所受的附加力導致風機的異常振動和軸承的早期損壞，危害極大。
解決方法：重新找正。風機聯軸器找正不可能有的同心度與同軸度，允許誤差在0.1mm之內。
6.聯軸器與軸配合間隙過大；彈性套間隙過大或間隙不均引起的振動。其主要原因是聯軸器在制作加工過程中加工精度有誤差，聯軸器與主軸配合間隙過大；聯軸器柱銷孔孔徑加工過大；聯軸器兩側柱銷孔不同心等問題均可造成風機運行振動過高現象。其振動特征為振動為聯軸器側軸承水平振動高。
解決方法：這類振動一般出現在更換聯軸器的時候，對于所要更換的聯軸器依據圖紙進行校核，確保聯軸器與軸的配合間隙為過盈配合，緊力在0.02mm-0.05mm之間；控制柱銷孔孔徑尺寸和聯軸器兩側柱銷孔同心度。另一種情況是只更換電機側或風機側的聯軸器，由于兩側聯軸器不是同期同批加工，很難保證聯軸器兩側柱銷孔同心度，因此建議在更換聯軸器時，盡可能的一次更換一付。
7.引起風機振動的原因：軸承磨損，間隙過大；軸頸磨損，軸承內套與軸頸配合間隙大。軸承裝配不良的振動，如果軸頸或軸肩臺加工不良，軸頸彎曲，軸承安裝傾斜，軸承內圈裝配后造成與軸心線不重合，使軸承每轉一圈產生一次交變的軸向力作用，滾動軸承的固定圓螺母松動造成局部振動。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。
解決方法：軸承磨損，間隙過大；軸頸磨損，軸承內套與軸頸配合間隙大。風機軸承在風機運行中始終處于高速轉動，因此不可避免的會出現磨損。因此要求點檢人員每天記錄風機振動值，掌握軸承的劣化趨勢，根據劣化趨勢制定科學合理的更換周期，做好預先維修的工作。在修復過程中，同樣會出現主軸多次修復后，軸承與主軸配合間隙變大的情況，根據軸承與軸的配合間隙。如軸與軸承間隙在0.010mm范圍內，可采用電鍍修復主軸軸承裝配部位；如軸與軸承間隙在0.025mm范圍內，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過大的配合間隙。另外要求更換軸承后，軸承必須安裝到位，同時軸承鎖固鎖母必須打緊，并配合止退墊使用。
二、結論
1.風機故障的分析與診斷是一項實踐性很強的技術，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Z典型、Z單一的問題類型。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，逐步向真正的故障部位靠近。結合風機振動故障的性質，通過分析現象就會比較準確、客觀地判斷出故障的原因，進而就可以成功地處理好風機振動故障。使工作少走彎路，避免誤入歧途，造成不必要的人力物力的浪費，甚至更換設備的浪費。
2.輪轂內如果進灰，將會導致動平衡試驗不規律，多次啟停振動重復性較差。
3.采用剛性對輪的風機，只有在不對中偏差較大時，才會對振動有影響；采用齒式或或膜片聯軸器的風機，不對中偏差影響可能比剛性對輪大。
4.大多數情況下都是風機影響電機，可以通過電機單轉試驗、電機斷電惰走試驗排除電機故障。
5.大多數情況下都是水平方向振動大于垂直方向，與兩個方向上的剛度差值有關。
6.大多數情況下，不建議從增強基礎或支撐剛度角度出發來處理問題，本質問題實際上并沒有解決。
1.葉輪與主軸配合間隙過大引起的振動，其主要原因是葉輪在制作加工過程中加工精度有誤差，軸頭出現橢圓，導致配合接觸面減少，有原來的面接觸變成了點接觸。還有在修復過程中檢修人員用細砂紙打磨軸頭，多次修復后，導致主軸頭與葉輪配合間隙過大。
解決方法：葉輪與主軸配合間隙過大引起的振動，對于新軸要依據圖紙進行校核，確保達到葉輪與軸的配合間隙，葉輪軸孔與軸之間為過盈配合，緊力為0.01-0.05mm。另外風機正常運行期間盡量減少檢修次數，由于每次檢修對于風機主軸都存在一定的磨修，這樣一來多次的修復會造成主軸的累積磨損，使主軸軸頸明顯變細，達不到孔與軸的過盈配合要求。還有葉輪與主軸安裝完畢后，軸頭用于鎖緊葉輪的鎖母必須緊固到位，一旦出現松動會造成風機振動加劇上升。
2.葉輪本身不平衡所引起的振動，其產生的原因有：葉輪上的零部件松動、變化、變形或產生不均勻的腐蝕、磨損；工作介質中的固體顆粒沉積在轉子上；檢修中更換的新零部件重量不均勻；制造中葉輪的材質不勻稱；加工精度有誤差、裝配有偏差等。葉輪本身不平衡，葉輪不平衡可分為動不平衡（力偶不平衡）和靜不平衡（力矩不平衡）兩種。
解決方法：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進行平衡找平，通過平衡機找平的轉子，動、靜不平衡基本可以得到根除。靜不平衡可在現場利用三點平衡法進行找平。
3.主軸發生彎曲，其主要原因是風機長期處于停用狀態，主軸葉輪在自重的作用下，發生彎曲變形。這種情況經常出現在正常運轉的風機停用后，再次啟機時，出現風機振動超標的現象。再者主軸局部高溫也可使軸彎曲。
解決方法：主軸發生彎曲所引起的振動，主軸彎曲主要產生于日常點檢維護工作不到位，對長期停用風機，點檢和崗位人員必須每天進行手動盤車，每天盤車角度為60°～120°之間，防止由于風機長時間不運轉，在葉輪自重的因素下，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，防止由于缺油軸承燒損，造成主軸局部受高溫彎曲變形。
4.基礎或機座的剛性不夠或不牢，基礎鋼板薄弱、墊鐵松動、位移、地腳螺栓松動等引起的振動。其主要原因是在風機基礎施工中，施工單位未按設計要求和施工規范施工，導致基礎強度不夠。這種振動的特征為有問題的地腳螺栓處的軸承座的振動Z大。
解決方法：如果是風機底座鋼結構強度不夠，可將風機軸承座拆除，重新制作安裝底座鋼結構。如混凝土基礎強度不夠而產生的振動，處理起來就非常麻煩，如基礎主體已經出現裂縫，但不是由上至下的貫穿縫，可臨時進行處理，此時需要拆除風機軸承座，將開裂部分鑿除，并在基礎本體上鉆孔埋膨脹螺栓，然后在原有基礎外側支鋼板并用膨脹螺栓固定，采用高鋁水泥或CGM澆注料進行基礎澆注。在澆注的新基礎上調整風機轉子和電動機的同心度，調整風機軸承座的水平度和兩座間的水平度和同心度達要求，然后緊固地腳螺栓并將調整墊子與鋼板底座焊接固定。Z后一種情況就是基礎報廢，重新澆注。由于基礎引發的風機振動，在正常生產時，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作，否則一旦風機投入使用，將給日常維護帶來很多麻煩。
5.風機聯軸器中心找正誤差引起的振動。風機與電機之間由聯軸器聯接，傳遞運動和轉矩，不對中是風機Z常見的故障，風機的不對中故障是指風機、電機兩轉子的軸心線與軸承中心線的傾斜或偏移。風機轉子系統產生不對中故障后，在旋轉過程中會產生一系列對設備運行不利的動態效應，引起聯軸器的偏轉、軸承的磨損、油膜失穩和軸的撓曲變形等，不僅使轉子的軸頸與軸承的相互位置和軸承的工作狀態發生了變化，同時也降低了軸系的固有頻率，使轉子受力及軸承所受的附加力導致風機的異常振動和軸承的早期損壞，危害極大。
解決方法：重新找正。風機聯軸器找正不可能有的同心度與同軸度，允許誤差在0.1mm之內。
6.聯軸器與軸配合間隙過大；彈性套間隙過大或間隙不均引起的振動。其主要原因是聯軸器在制作加工過程中加工精度有誤差，聯軸器與主軸配合間隙過大；聯軸器柱銷孔孔徑加工過大；聯軸器兩側柱銷孔不同心等問題均可造成風機運行振動過高現象。其振動特征為振動為聯軸器側軸承水平振動高。
解決方法：這類振動一般出現在更換聯軸器的時候，對于所要更換的聯軸器依據圖紙進行校核，確保聯軸器與軸的配合間隙為過盈配合，緊力在0.02mm-0.05mm之間；控制柱銷孔孔徑尺寸和聯軸器兩側柱銷孔同心度。另一種情況是只更換電機側或風機側的聯軸器，由于兩側聯軸器不是同期同批加工，很難保證聯軸器兩側柱銷孔同心度，因此建議在更換聯軸器時，盡可能的一次更換一付。
7.引起風機振動的原因：軸承磨損，間隙過大；軸頸磨損，軸承內套與軸頸配合間隙大。軸承裝配不良的振動，如果軸頸或軸肩臺加工不良，軸頸彎曲，軸承安裝傾斜，軸承內圈裝配后造成與軸心線不重合，使軸承每轉一圈產生一次交變的軸向力作用，滾動軸承的固定圓螺母松動造成局部振動。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。
解決方法：軸承磨損，間隙過大；軸頸磨損，軸承內套與軸頸配合間隙大。風機軸承在風機運行中始終處于高速轉動，因此不可避免的會出現磨損。因此要求點檢人員每天記錄風機振動值，掌握軸承的劣化趨勢，根據劣化趨勢制定科學合理的更換周期，做好預先維修的工作。在修復過程中，同樣會出現主軸多次修復后，軸承與主軸配合間隙變大的情況，根據軸承與軸的配合間隙。如軸與軸承間隙在0.010mm范圍內，可采用電鍍修復主軸軸承裝配部位；如軸與軸承間隙在0.025mm范圍內，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過大的配合間隙。另外要求更換軸承后，軸承必須安裝到位，同時軸承鎖固鎖母必須打緊，并配合止退墊使用。
二、結論
1.風機故障的分析與診斷是一項實踐性很強的技術，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Z典型、Z單一的問題類型。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，逐步向真正的故障部位靠近。結合風機振動故障的性質，通過分析現象就會比較準確、客觀地判斷出故障的原因，進而就可以成功地處理好風機振動故障。使工作少走彎路，避免誤入歧途，造成不必要的人力物力的浪費，甚至更換設備的浪費。
2.輪轂內如果進灰，將會導致動平衡試驗不規律，多次啟停振動重復性較差。
3.采用剛性對輪的風機，只有在不對中偏差較大時，才會對振動有影響；采用齒式或或膜片聯軸器的風機，不對中偏差影響可能比剛性對輪大。
4.大多數情況下都是風機影響電機，可以通過電機單轉試驗、電機斷電惰走試驗排除電機故障。
5.大多數情況下都是水平方向振動大于垂直方向，與兩個方向上的剛度差值有關。
6.大多數情況下，不建議從增強基礎或支撐剛度角度出發來處理問題，本質問題實際上并沒有解決。