摘  要：本文針對(duì)電解鋁排煙風(fēng)機(jī)異常振動(dòng)的原因進(jìn)行了分析、找出故障的原因和部位，指導(dǎo)檢修決策，保證了排煙風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行。
        關(guān)鍵詞：風(fēng)機(jī)；異常振動(dòng)；頻譜分析；頻譜圖；
   
        排煙風(fēng)機(jī)是電解鋁生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵設(shè)備，電解鋁生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量含氟、一氧化碳、二氧化硫、灰塵等有毒有害氣體通過排煙風(fēng)機(jī)產(chǎn)生負(fù)壓，經(jīng)過凈化處理后排入大氣。我公司4＃排煙風(fēng)機(jī)因振動(dòng)劇烈，曾多次發(fā)生聯(lián)軸器端軸承座基礎(chǔ)破壞性振裂，軸承保持架散架，滾動(dòng)體脫位、軸承底座開裂、地腳螺栓松動(dòng)、軸承損壞等故障。本文就4＃排煙風(fēng)機(jī)異常振動(dòng)的原因進(jìn)行分析并提出相應(yīng)對(duì)策，對(duì)處理同類設(shè)備故障有一定的參考價(jià)值。
        一、機(jī)組示意圖及參數(shù)

圖一   排煙風(fēng)機(jī)測(cè)點(diǎn)示意圖

        機(jī)組和測(cè)點(diǎn)示圖如圖一所示。電動(dòng)機(jī)型號(hào)：Y500-6  功率：450kw   轉(zhuǎn)速：992r/min  風(fēng)機(jī)型號(hào)：Y4-73№.20左/右  軸承為：3632調(diào)心滾子軸承，電動(dòng)機(jī)通過彈性柱銷聯(lián)軸器與風(fēng)機(jī)聯(lián)接。
        二、振動(dòng)測(cè)試
        測(cè)點(diǎn)振動(dòng)數(shù)據(jù)見表1.

 表1  測(cè)點(diǎn)振動(dòng)值                     標(biāo)準(zhǔn)≤11.2mm/s

        三、故障分析
        2003年10月14日，我公司電解4#排煙風(fēng)機(jī)輸入端1測(cè)點(diǎn)軸承發(fā)生異常振動(dòng)，水平方向振動(dòng)幅值達(dá)8.75 mm/s,軸向振動(dòng)幅值達(dá)9.66 mm/s,明顯高于其它測(cè)點(diǎn),較前幾個(gè)明顯增大（見表1）。為了檢查軸承是否存在早期疲勞損壞，我們采集了500-3000Hz頻譜圖，從圖上看沒出現(xiàn)明顯峰值群，表明軸承沒有存在早期疲勞損壞，軸承沒有問題；檢查地腳螺栓也不見松動(dòng)，軸承振動(dòng)聲音未見異常。
        為了準(zhǔn)確找出機(jī)組產(chǎn)生異常振動(dòng)的原因和部位，我們采集了機(jī)組1測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)頻譜。軸向的頻譜圖，如圖二a所示，出現(xiàn)了大量的高次諧波，可以看到明顯的1～9倍頻，與機(jī)械松動(dòng)的特征符合。于是初步認(rèn)為，異常振動(dòng)的原因是機(jī)械松動(dòng)所致。于是停機(jī)對(duì)軸承進(jìn)行檢修，經(jīng)檢查沒發(fā)現(xiàn)其它問題，只發(fā)現(xiàn)軸承游隙稍微有點(diǎn)偏大，但還是在正常范圍內(nèi)，遂將其進(jìn)行調(diào)整為16道，壓緊力為9道。10月28日，重新啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，測(cè)得1測(cè)點(diǎn)水平方向振動(dòng)值為4.09mm/s,軸向振動(dòng)值為4.40mm/s，振動(dòng)值有所降低，頻譜圖如圖二b所示。從圖上看松動(dòng)的特征還是存在，只是振動(dòng)幅值有所降低。兩星期后，即11月12日又發(fā)現(xiàn)軸向振動(dòng)值又達(dá)到8.13mm/s，從頻譜圖圖二c上可以明顯看到2倍頻比1倍頻明顯要大，檢修人員認(rèn)為可能是不對(duì)中引起，于是，停機(jī)調(diào)整對(duì)中，緊力減為4道，11月24日啟動(dòng)風(fēng)機(jī)測(cè)得振動(dòng)值如表1 所示，水平方向?yàn)?.68mm/s,軸向?yàn)?.63mm/s，比調(diào)整前還大，測(cè)得頻譜圖如圖二d所示，機(jī)械松動(dòng)的特征明顯。于是檢修人員又對(duì)前后軸承間隙進(jìn)行檢查 ，前端軸向加5道墊片，緊力5道，11月28日啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，測(cè)得水平方向振動(dòng)值為9.34mm/s軸向?yàn)?.45mm/s,振動(dòng)不但沒有降下來反而更高，頻譜圖如圖二e所示，于是又撤掉緊力和墊片，重新找對(duì)中，12月8日，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，振動(dòng)值還是沒有降下來，水平方向仍然為8.23mm/s,軸向仍為8.52mm/s，頻譜圖如圖二f所示。

       導(dǎo)致風(fēng)機(jī)異常振動(dòng)的根本原因還是沒有找到，從頻譜圖上，機(jī)械松動(dòng)的特征很明顯，4倍頻處有明顯的峰值，說明軸承本身都存在松動(dòng)，但導(dǎo)致松動(dòng)的原因是什么呢？
        為了搞清楚產(chǎn)生異常振動(dòng)的原因和部位，我們對(duì)這段時(shí)間所采集的水平方向頻譜圖進(jìn)行分析。如下表2所示。

        從表2和2003年10月14日至12月8日這段時(shí)間水平方向基頻處能量分布及頻譜圖圖三b至g著手分析，可以看出，基頻處的能量最大，峰值最高，尤其是10月14日、11月12日，基頻占總振動(dòng)幅值的比率已達(dá)80％以上，風(fēng)機(jī)異常振動(dòng)的根本原因應(yīng)該是風(fēng)機(jī)葉輪不平衡造成的，葉輪局部磨損、脫落、碎塊飛出等是造成葉輪不平衡的根源。不平衡導(dǎo)致了機(jī)械松動(dòng)、不對(duì)中等問題。該風(fēng)機(jī)1994年9月1日投入使用，到目前已運(yùn)行9年多了，從未對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行解體檢查。于是我們決定電解4＃排煙風(fēng)機(jī)進(jìn)行解體檢修，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)4＃風(fēng)機(jī)葉輪葉片有裂紋、有5處脫焊，葉片長(zhǎng)期受到氧化鋁粉的沖刷，已明顯磨損，有2處已磨穿；軸承沒有疲勞損壞，徑向游隙為16道，屬正常范圍內(nèi)。更換風(fēng)機(jī)葉輪后，2004年元15日，重新啟動(dòng)風(fēng)機(jī)試車，測(cè)得振動(dòng)值如表1所示，振動(dòng)正常，振動(dòng)值已降為2.6mm/s，基頻已消失如圖三h 所示。

        四、結(jié)束語
        1、排煙風(fēng)機(jī)的機(jī)械故障與其振動(dòng)頻譜特征沒不存在簡(jiǎn)單的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，一種故障可能對(duì)多種頻譜，應(yīng)從設(shè)備各部位的運(yùn)行狀態(tài)及設(shè)備的運(yùn)行歷史情況來綜合分析，才能精確地診斷出設(shè)備故障的原因和部。
        2、當(dāng)風(fēng)振動(dòng)異常時(shí)，必須找出振動(dòng)的直原因，并采取針對(duì)性的檢修措施。
        3、對(duì)排煙風(fēng)機(jī)進(jìn)行狀監(jiān)測(cè)，可以及時(shí)掌握設(shè)備的技術(shù)狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障隱患，指導(dǎo)維修決策，同時(shí)將設(shè)備檢修對(duì)生產(chǎn)所造成的影響控制在最低范圍內(nèi)，其所產(chǎn)生的直接和間接經(jīng)濟(jì)效益是顯而易見的。