1、 設(shè)備參數(shù)與結(jié)構(gòu)
風(fēng)機(jī)型號(hào) W12g12.5，葉輪直徑 D 2 =1 250mm，高轉(zhuǎn)速n=2 550r/min,設(shè)計(jì)性能參數(shù)為：風(fēng)量 Q=235 440m 3 /h,全壓 p=11 000Pa，進(jìn)口溫度t=150℃，進(jìn)口密度ρ=0.763kg/m 3 ，輸送介質(zhì)為轉(zhuǎn)爐煤氣(干法除塵)。
風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)和試驗(yàn)臺(tái)布置見(jiàn)圖1。該風(fēng)機(jī)主要由轉(zhuǎn)子和定子組成，轉(zhuǎn)子包括主軸、葉輪、聯(lián)軸器、固定端軸承(以下簡(jiǎn)稱(chēng)軸承1)和非固定端軸承(以下簡(jiǎn)稱(chēng)軸承2)，定子包括進(jìn)風(fēng)箱(含進(jìn)口導(dǎo)葉和軸承I的底座)、機(jī)殼(含后導(dǎo)葉和軸承II的底座)、擴(kuò)壓器和鋼制風(fēng)機(jī)底座。顯然，與一般離心風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)不同的是，軸承I的底座和軸承II的底座均未與混凝土基礎(chǔ)直接接觸。為完成運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)過(guò)程，由增速機(jī)通過(guò)長(zhǎng)度為3.3m的加長(zhǎng)型空心軸將兩臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)串聯(lián)。
2 、振動(dòng)特點(diǎn)
根據(jù)轉(zhuǎn)爐各冶煉階段(準(zhǔn)備、預(yù)熱/降罩、吹煉、補(bǔ)吹、出鋼、清理爐口、加廢鋼兌鐵)的不同，該風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況頻繁變換。因此，不僅要滿(mǎn)足各冶煉階段所需性能參數(shù)以及防泄漏、防爆的要求，還要滿(mǎn)足35～38min內(nèi)低、高速頻繁調(diào)速運(yùn)行的要求。所以，制造廠需對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的出廠運(yùn)行實(shí)驗(yàn)。然而，該風(fēng)機(jī)在運(yùn)行實(shí)驗(yàn)中卻發(fā)生了嚴(yán)重的振動(dòng)問(wèn)題，振動(dòng)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1，尤其進(jìn)行的所有實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)速還遠(yuǎn)達(dá)不到高設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速2 550r/min，顯然，這個(gè)振動(dòng)問(wèn)題的分析和處理十分具有挑戰(zhàn)性
由表1可分析其振動(dòng)特點(diǎn)如下：
1)風(fēng)機(jī)振動(dòng)與轉(zhuǎn)速關(guān)聯(lián)性強(qiáng)，轉(zhuǎn)速越高，振動(dòng)越大;
2)風(fēng)機(jī)升/降速過(guò)程中，在同一轉(zhuǎn)速的振動(dòng)特性相同，具有重復(fù)性;
3)風(fēng)機(jī)軸承 I 與軸承 II 振動(dòng)相差不大，即振動(dòng)數(shù)量級(jí)相同;在2 320r/min以上，風(fēng)機(jī)軸承I與軸承II相比，前者垂直方向振動(dòng)小于后者，而水平方向振動(dòng)大于后者，顯示二者在垂直和水平方向的剛度存在差異;
4)增速機(jī)振動(dòng)與轉(zhuǎn)速關(guān)聯(lián)性強(qiáng)，在輸出軸反轉(zhuǎn)2 400r/min時(shí)達(dá)到10.0mm/s,由此增加了振動(dòng)問(wèn)題的復(fù)雜性;
5)受電機(jī)功率限制，高轉(zhuǎn)速只有達(dá)到正轉(zhuǎn)2 349r/min和反轉(zhuǎn)2 400r/min，不可能實(shí)施沖轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn);
6)風(fēng)機(jī)高線速度為 167m/s,但在試驗(yàn)中無(wú)法實(shí)施，需由次高轉(zhuǎn)速判斷高轉(zhuǎn)速時(shí)的振動(dòng)特性。
3、 振動(dòng)檢測(cè)分析
風(fēng)機(jī)主要有動(dòng)不平衡、不對(duì)中、軸承故障、轉(zhuǎn)子零部件部分松動(dòng)或脫落、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速接近臨界轉(zhuǎn)速、共振等八大類(lèi)振動(dòng)問(wèn)題 ，但具體表現(xiàn)在不同的風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)上，其振動(dòng)征兆會(huì)有所區(qū)別，尤其是振動(dòng)由多種因素共同作用時(shí)，則大大增加了診斷和分析的復(fù)雜性。對(duì)于本例，不排除為多種因素的復(fù)合作用，為此，在振動(dòng)頻譜分析、轉(zhuǎn)子模態(tài)測(cè)試等方面都進(jìn)行了相應(yīng)的分析工作。
本例采用的測(cè)試儀器和傳感器有八通道數(shù)據(jù)采集箱、四通道信號(hào)調(diào)理儀、激振器、功率放大器、速度傳感器、加速度傳感器、力錘及力傳感器;所應(yīng)用的軟件有SsCras信號(hào)與系統(tǒng)分析、SinSwt 正弦掃頻動(dòng)力特性及 MaCras 機(jī)械及結(jié)構(gòu)模態(tài)分析。
3.1 增速機(jī)振動(dòng)
首先解決增速機(jī)振動(dòng)問(wèn)題。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)增速機(jī)滑動(dòng)軸承重新澆瓦、加工，同時(shí)將增速機(jī)高、低速端聯(lián)軸器與其齒輪軸重新進(jìn)行動(dòng)平衡校正。增速機(jī)經(jīng)過(guò)維修后其高速輸出端帶負(fù)荷運(yùn)行到2 400r/min時(shí)振動(dòng)速度僅為2.5mm/s，表明增速機(jī)振動(dòng)已經(jīng)排除。但在后續(xù)的風(fēng)機(jī)試驗(yàn)中(風(fēng)機(jī)振動(dòng)見(jiàn)表1)，則說(shuō)明風(fēng)機(jī)振動(dòng)此時(shí)已經(jīng)與增速機(jī)無(wú)關(guān)聯(lián)。
3.2 振動(dòng)頻譜分析
各試驗(yàn)轉(zhuǎn)速下的振動(dòng)頻率分析見(jiàn)表2。正轉(zhuǎn)2 349r/min時(shí)的振動(dòng)頻譜見(jiàn)圖2(其余轉(zhuǎn)速的振動(dòng)頻譜略去)，其中：圖2(a)、2(b)為軸承I的垂直、水平振動(dòng)頻譜，圖2(c)、2(d)為軸承II的垂直、水平振動(dòng)頻譜。由此分析：升速2 000r/min以后振動(dòng)明顯增加，頻譜以工頻分量為主，基本沒(méi)有2倍頻分量且基礎(chǔ)振動(dòng)不大，可以排除軸系對(duì)中及基礎(chǔ)安裝不牢固的可能，但提高轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡品質(zhì)等級(jí)對(duì)解決問(wèn)題是有利的;再升高轉(zhuǎn)子速度后，出現(xiàn)幅值較低的2倍頻、3倍頻和4倍頻分量，不排除葉輪內(nèi)焊渣、氧化皮或其它異物未清理干凈的因素。
3.3 檢測(cè)共振問(wèn)題
由于無(wú)論整機(jī)或單獨(dú)吊出轉(zhuǎn)子組試驗(yàn)，上述振動(dòng)特性基本一致，所以懷疑存在共振的可能。為此，采用了兩種測(cè)試方法互為補(bǔ)充。
