现场修复大型离心式风机动平衡技术的研究及应用

作者：果志华

来源：《科技资讯》 2015年第10期

果志华

（河北天柱钢铁集团 河北唐山 064000）

摘 要：该文针对离心式风机振动超标的原因进行了分析，介绍了常见几种振动波形的判断及处理方法。详细介绍了现场动平衡修复过程中的注意事项，并通过实例介绍了现场风轮修复方法。近半数的旋转机械设备中所发生的振动是由旋转的零部件的不平衡所造成的。如何消除旋转机械设备零部件的不平衡是制造厂家与使用维修部门的重要工作之一。

关键词：风机 振动 频谱分析 动平衡 现场修复

中图分类号：TQ440.5文献标识码：A文章编号：1672-3791（2015）04（a）-0040-01

冶金企业生产环境粉尘大、温度高，叶轮的不均匀磨损和粉尘粘结是造成风机叶轮不平衡的主要原因。特别是为了节省叶轮，通常通过在叶轮上喷焊钴包碳化钨的方法延长其寿命，但喷焊后也需找平衡。

1 风机平衡的要求

旋转机械的零、部件平衡校正分为静平衡和动平衡校正两种，一个零件需做静平衡还是动平衡校正，取决于旋转零件的转速（n）和零件的厚度（L）与零件的直径（D）之比（L/D），如图1所示。在图1中，a线下方为静平衡适用范围，b线上方为动平衡适用范围。在a线与b线之间的区域对于重要设备需做动平衡校正。一般的通风机和引风机的叶轮仅做静平衡就可以满足要求。

2 现场修复风机动平衡步骤

2.1 判断风机振动的故障分析

2.1.1 振动值测量分析

对风机驱动侧及非驱动侧轴承座轴向、垂直径向、水平径向的振动值进行测量并比较：（1）如果轴承座轴向振动值较大，可判定振动是由联轴器同轴度误差较大或其它原因引起，可排除动平衡因素影响；（2）如果轴承座的垂直径向振动值较大，可判定振动是由轴承间隙过大或地角螺栓松动引起，可排除动平衡因素影响；（3）如果轴承座的水平径向振动值较大，振动可能是由风轮动不平衡因素影响，需进行频谱分析。

2.1.2 水平径向振动频谱分析

下面为三种常见的波形，该文分别对其进行频谱分析：（1）一倍频主频，二倍频为辅频或二倍频几乎为零。可判定风机动不平衡，可进行动平衡修复来减小其振动；（2）二倍频主频，一倍频为辅频或与二倍频相差不大。可判定联轴器对中误差太大，需重新找正；（3）三倍以上高倍频主频，一倍频和二倍频很小或几乎为零。可判定轴承损坏。

2.2 对风轮进行补焊处理

确定需要进行动平衡修复后，应对风轮磨损情况进行检查，如磨损量较大，要对其衬板、螺栓进行加固处理，防止动平衡修复后，短时间内衬板或螺栓脱落再次引起动不平衡。如风轮是机翼式镂空叶片，需对叶片顶端焊缝仔细检查，如有开焊或焊缝磨漏，该叶片内部可能已经有积灰，必须对该缝隙进行封堵，防止在动平衡修复过程中，由于积灰脱落而影响计算的精度，也防止在动平衡修复后，由于叶片之间的积灰量不同而再次引起动不平衡。

2.3 修复风轮静平衡

风轮补焊修复后，其重心可能偏离旋转中心很远，如此时运转风机进行修复动平衡试验，可能会由于振动值过大而引起风机不能正常运转或造成轴承座损坏。所以在运转前需对风轮进行简单的静平衡修复，从而来保证振动值不会严重超标。

2.4 利用动平衡仪对风轮进行动平衡修复

使用动平衡仪现场做平衡方法有两种：单面法和双面法。只需要在一个校正平面内进行平衡校正的方法称单面法；必须在两个校正平面内进行平衡校正的方法称双面法。

3 现场修复风机转子动平衡案例

该公司出铁厂除尘风机为辽宁金丰鼓风机有限公司生产，型号为离心鼓风机Y4-2X73No.24F。2014年11月，炼铁厂出铁厂除尘风机振动值超标，达到12mm/s，风机已不能正常运转。经检测，发现风机轴承座水平径向振动值较大，频谱分析发现一倍频是主频，于是决定进行动平衡修复。

检查风轮，发现其叶片表面衬板磨损量不是太大，但镂空叶片的顶部焊缝磨漏约5mm宽的缝隙，是由于叶片内部积灰而引起的动不平衡，但无法用电焊简单修补，决定增加U形衬板封堵缝隙并保护叶片不再继续磨损。衬板焊接完毕后，为防止风机振动过剧，进行了一次静平衡修复。运转风机，测量双侧轴承座振动参数：（1）12.6mm/s，206°；（2）10.5mm/s，35°；Speed-740rpm。可以看出，两侧振动值相差不大，但振动相位角相差很大，需选择双面法进行动平衡修复。通过公式计算得知该风轮的试配重应为563g，在风轮驱动侧大盘焊接530g配重铁块（焊条约需33g）。

运转风机测得数据：（1）10.3mm/s，226°；（2） 9.5mm/s，39°；Speed-740rpm。可以看出，风机振动值明显下降，所以选择不去除当前配重，继续在风轮非驱动侧大盘焊接第二块配重铁块，重量及焊接角度均与第一块相等。

运转风机后测得数据：（1）10.9mm/s，226°；（2）11.5mm/s，39°；Speed-740rpm。不去除试配重，直接计算所需的准确配重，得到数据如下：（1）2432kg，22°；（2）982kg，215；Speed-1000rpm。根据数据，选择2432g（包括焊接所需的焊条重量）配重铁块焊接在风轮驱动侧大盘上，焊接位置为以第一块试配重为零点，逆转向22°；选择982g（包括焊接所需的焊条重量）配重铁块焊接在风轮非驱动侧大盘上，焊接位置为以第二块试配重为零点，逆转向215度。

运转风机检验动平衡修复效果，测得数据：（1）1.5mm/s，165°；（2）1.8mm/s，98°。由数据看出：风机驱动侧轴承座振动值为1.5mm/s，非驱动侧轴承座振动值为1.8mm/s，已完全符合该风机运转标准，此次动平衡修复是成功的。

4 结语

通过对大型离心式风机现场动平衡修复的研究和实际应用，效益非常显著，对炼铁厂乃至集团公司都是一项成功的技术实践，可得到很好的应用，应予推广和执行。

参考文献

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