窯尾高溫風(fēng)機(jī)振動(dòng)原因分析及處理
2020-01-11 張澤鋒
（福建安砂建福水泥有限公司）
我公司有一條4500t/d生產(chǎn)線，窯尾高溫風(fēng)機(jī)（W5-2×48-14№30F）配套主電動(dòng)機(jī)（YPTQ800-6），功率2500kW，轉(zhuǎn)速995r/min，變頻調(diào)速，聯(lián)軸器采用彈性柱銷齒式聯(lián)軸器，風(fēng)機(jī)軸承采用“油浴、油環(huán)-循環(huán)油”復(fù)合潤滑方式。自2010年12月投產(chǎn)以來，多次出現(xiàn)高溫風(fēng)機(jī)振動(dòng)升高、風(fēng)機(jī)軸承損壞的故障，被迫停窯更換新軸承。
1 風(fēng)機(jī)振動(dòng)情況及原因分析
導(dǎo)致風(fēng)機(jī)振動(dòng)的原因很多，常見的有：轉(zhuǎn)子失衡、偏心、固定松動(dòng)、滾動(dòng)軸承故障、轉(zhuǎn)子彎曲、葉輪損壞和系統(tǒng)氣流不穩(wěn)定等。對該風(fēng)機(jī)分析認(rèn)為，轉(zhuǎn)子主軸水平偏差大和風(fēng)機(jī)軸承損壞是其振動(dòng)的主要原因。
1.1轉(zhuǎn)子主軸水平偏差大
在試生產(chǎn)的前三個(gè)月，風(fēng)機(jī)軸承振動(dòng)一直都偏大，固定端和自由端的振動(dòng)值都在7mm/s以上，且呈逐漸加大趨勢，固定端軸承的滾子及內(nèi)、外圈滾道已出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p壞，需更換新軸承。
檢查轉(zhuǎn)子主軸水平度，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子的固定端比自由端低了4mm，遠(yuǎn)低于主軸水平度≤0.04/1000的要求。轉(zhuǎn)子主軸水平偏差大致使風(fēng)機(jī)振動(dòng)過大，同時(shí)由于固定端低，且軸承固定，相比自由端所受力更大，因而風(fēng)機(jī)在高振動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)三個(gè)月后，固定端軸承損壞，自由端軸承的間隙也變大到450μm。主軸水平偏差大除安裝原因外，極有可能是風(fēng)機(jī)安裝完成后及運(yùn)轉(zhuǎn)過程中基礎(chǔ)不均勻沉降引起的。
1.2風(fēng)機(jī)軸承損壞
將主軸的水平偏差問題解決后，又出現(xiàn)過幾次風(fēng)機(jī)振動(dòng)高報(bào)，風(fēng)機(jī)軸承損壞的故障。具體情況是：
在每次更換新軸承后，風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)都很平穩(wěn)，兩端軸承的水平和垂直方向振動(dòng)值均在2mm/s以下，而運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后（短則半個(gè)月，長則二個(gè)月），會(huì)出現(xiàn)風(fēng)機(jī)固定端軸承振動(dòng)突然增大，并迅速惡化的現(xiàn)象。在風(fēng)機(jī)振動(dòng)值增加后，我們檢查均發(fā)現(xiàn)軸承潤滑稀油站的回油過濾器上總有很多金屬屑，說明軸承磨損很嚴(yán)重。停機(jī)檢查，發(fā)現(xiàn)固定端軸承的滾子及內(nèi)、外圈滾道確實(shí)出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p壞，需重新更換新軸承。同時(shí)檢查風(fēng)機(jī)葉輪磨損及黏結(jié)情況等，均正常，兩側(cè)進(jìn)風(fēng)門的開度也同步。從以上的實(shí)際狀況分析，基本可以確定是由于風(fēng)機(jī)固定端軸承損壞引起的風(fēng)機(jī)振動(dòng)。
風(fēng)機(jī)兩端軸承均是SKF軸承，型號(hào)為23048C3/W33。在逐一排除了軸承質(zhì)量、選型和潤滑方面的問題后，認(rèn)為軸承座安裝和聯(lián)軸器安裝是引起軸承損壞的兩大原因。
1）風(fēng)機(jī)軸承座采用的是剖分式，我們通過壓鉛絲的方法檢查發(fā)現(xiàn)，上蓋的壓緊力有問題。通過廠家得知，軸承座加工時(shí)，在軸承座對分面墊有0.2mm厚的青稞紙，而在實(shí)際安裝時(shí)卻沒有墊，這樣造成軸承座上蓋與下座螺桿擰緊后，軸承變形，游隙變小，特別是自由端軸承外圈與軸承座間隙無法滿足高溫風(fēng)機(jī)工作時(shí)熱膨脹自由伸縮的要求，葉輪軸膨脹時(shí)，自由端軸承無法自由游動(dòng)。我們在高溫風(fēng)機(jī)軸承振動(dòng)值加大后，將自由端軸承座上蓋擰緊螺桿適當(dāng)擰松后，振動(dòng)情況出現(xiàn)明顯好轉(zhuǎn)，也印證了此點(diǎn)分析。因而可以認(rèn)定，自由端軸承無法自由游動(dòng)是造成軸承過早損壞的主要原因。
2）主電動(dòng)機(jī)與葉輪之間的彈性柱銷齒式聯(lián)軸器安裝有問題。此聯(lián)軸器安裝校正方便，可以適應(yīng)由于微偏心產(chǎn)生的振動(dòng)，同時(shí)對沖擊振動(dòng)有較好的阻尼作用。檢查發(fā)現(xiàn)，聯(lián)軸器的找平找正沒問題，但兩半聯(lián)軸器端面存在相互碰擦痕跡，說明聯(lián)軸器之間的軸向間隙過小。分析原因是聯(lián)軸器找平找正時(shí)忽略了主電動(dòng)機(jī)軸承是滑動(dòng)軸承，而在校正兩半聯(lián)軸器端面的軸向間隙時(shí)沒有注意到電動(dòng)機(jī)的磁力中心線。另外，在軸承安裝時(shí)軸承加熱溫度過高（高于120℃），也有可能對軸承產(chǎn)生不利影響。
2 解決措施
根據(jù)上述分析，我們從安裝環(huán)節(jié)入手，確保安裝質(zhì)量，以保障風(fēng)機(jī)的正常生產(chǎn)。
1）嚴(yán)格軸承的采購程序，尋找正規(guī)的SKF軸承經(jīng)銷商，確保軸承的質(zhì)量。新軸承安裝前開箱認(rèn)真檢查是否存在缺陷，檢測軸承的徑向原始游隙應(yīng)為240～320μm。用油煮法加熱軸承時(shí)，使用干凈的油，將軸承放在支撐網(wǎng)架上，不直接與油箱底部接觸；均勻加熱，加熱溫度控制在95～105℃，不能超過110℃。到預(yù)定時(shí)間后快速撈出，用干凈不脫毛的布巾將軸承上的油跡和附著物擦干凈后，盡快套到軸上。
2）精確校正主軸、兩軸承座對分面水平度，軸承座水平度要求軸向≤0.04/1000，橫向≤0.08/1000，主軸水平度≤0.04/1000。在找主軸的水平度時(shí)，考慮到葉輪自重對主軸的彎曲作用及主軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在兩端軸承近端位置分別用框式水平儀找正，數(shù)值要相對應(yīng)。找正合格后，擰緊軸承座的地腳螺栓后，應(yīng)復(fù)查上述三項(xiàng)水平度。
3）主軸水平找好后，用汽油將軸承箱內(nèi)清洗干凈，安裝軸承座上蓋和兩端蓋。安裝上蓋時(shí)要在兩軸承座對分面墊上0.2mm的青稞紙，擰緊緊固螺桿，檢查兩端軸承的安裝游隙并做好記錄，特別要檢查自由端軸承外圈與孔的間隙，應(yīng)確保有30～50μm間隙。
4）主電動(dòng)機(jī)軸承是滑動(dòng)軸承，因而在校正兩半聯(lián)軸器端面的軸向間隙時(shí)要特別注意電動(dòng)機(jī)的磁力中心線。本主電動(dòng)機(jī)標(biāo)出的磁力中心線如圖1所示，從圖1上可得知電動(dòng)機(jī)磁力中心線位置，通過電動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)也確認(rèn)了該數(shù)據(jù)是正確的。根據(jù)所知的磁力中心線位置，在安裝粗找時(shí)就用撬杠將電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子移至其標(biāo)示的位置，然后再找兩半聯(lián)軸器端面的軸向間隙控制在8～10mm。
5）在對電動(dòng)機(jī)軸電流的檢測中，檢測到了電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)存在較大的軸電流。為了消除電動(dòng)機(jī)軸電流對軸承損傷，我們在靠近主電動(dòng)機(jī)側(cè)半聯(lián)軸器上安裝了碳刷，碳刷具有彈性支撐，電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能始終與半聯(lián)軸器保持緊密接觸，碳刷用金屬導(dǎo)線與支架相連，支架與地線相連，將軸電流引向大地。同時(shí)在聯(lián)軸器的兩端面外擋板及外套內(nèi)表面與半聯(lián)軸器間用青稞紙絕緣，如圖2所示。
3 實(shí)施效果
在2012年7月更換新軸承時(shí)，我們嚴(yán)格按上述措施處理后，高溫風(fēng)機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行，基本解決了高溫風(fēng)機(jī)振動(dòng)的問題，確保了回轉(zhuǎn)窯的安全穩(wěn)定生產(chǎn)。
網(wǎng)站客服
