离心通风机振动超标的原因分析及解决措施

摘要：本文针对离心通风机振动超标的原因分析及解决措施，结合理论实际案例，先分析了离心通风机振动超标的主要原因，接着提出相应的解决措施，希望对提升离心通風机运行效率和安全性有一定帮助。

关键词：离心通风机;振动超标;机械原因;气流原因

一、引言

离心通风机是一种集抽吸、输送、提升流体能量为一体的机械设备，主要应用在矿山、冶金、化工等。离心通风机能否、安全、可靠的运行，直接决定了生产效率，如果情况严重甚至会引发严重的安全事故。

二、案例分析

攀钢冶金材料有限责任公司于2018年3月2#回转窑主离心通风机发生了明显的振动异常现象，导致联锁保护跳机，为查清楚离心通风机存在的故障，委托四川攀研技术有限公司在3月5日到8日，对2#窑主排离心通风机进行振动测试和分析，根据检取信号最佳原则，在离心通风机上布置了4个振动检测点（1、2位于电机上;3、4位于风机轴承座上）各测点的振动有效值：

从中可以看出，该离心通风机振动幅度最大的点为3检测点和1、2检测点的水平方向，最大的振幅为5.3～3.7mm/s，振动主要以1倍频及其倍频成分为主，再结合现场的异常声响，可判断为电机轴承存在严重的磨损故障从而引发振动声响。离心通风机转子存在不平衡故障，但仍然在可接受的范围中。而检测点4则存在异常声响并且垂直振动信号中存在比较明显的冲击信号，可判断发生了轴承安装故障。

三、离心通风机振动超标的主要原因分析

通过研究和现场试验表明，导致离心通风机发生振动超标的主要原因体现在两个方面，其一是机械原因;其二是气流原因，具体如何下：

（一）机械原因

机械原因是引发离心通风机振动超标的主要原因，从而案例检测结果和实践经验的角度来看，由机械引发的振动超标原因主要体现在以下几个方面：

第1，转子不平衡。转子在安装过程中存在较为严重的加工误差、装配误差以及平衡误差等，而离心通风机在运行中释放出大量热量，导致转轴发生弯曲变形，或者叶轮局部磨损严重，发生了不同的变形，都会引起振动超标，主要特征为：水平方向的振幅比较大，振动频率为1倍频，如果离心通风机在运行中长时间存在转子不平衡问题，则会形成一年的高次谐波，影响电机的正常运转[1]。

第2，风机轴承出现的故障。但风机轴承中转子的转动频率接近风机转固有的振动频率时，就会形成强烈的共振，从而发生振动超标的问题。此外，轴承底座基础灌浆不合格，机座连接处步牢固，垫片发生走动，基础的固有频率和某些不平衡激振力频率比较接近时，也会引起共振，主要特征为：振动频率为奇数倍频，3倍频分量值最高。

第3，联轴器异常。当离心通风机的联轴器和电机联轴器不同心时，会发生较大误差，主要原因是联轴器安装过程中没有对中，找正误差较大，在此状况下，离心通风机处于超负载运行时，会加剧振动，主要特征为：振动频率为2～3倍低频。

（二）气流的原因

第1，离心通风机在运行过程中发生了比较严重旋转失速问题，使得气流和叶片扩压器之间的冲角增加，当气流离开叶片凸面时，就会发生明显的边界分离现象。而当冲角达到某一临界值时，会扩大叶片凹面处涡流区，从而导致叶轮发生旋转脱离现象，叶轮前后之间形成的压力差会导致离心通风机发生强烈振动。主要特征为：叶轮失速在0.5～0.8倍旋转频率范围中[2]。

第2，气流喘振。离心通风机的容量普遍比较大，当流量逐步减少时，工况点不断向左侧移动，一旦移动到不稳定区域，就会引起强烈的振动，并伴随着周期性喘气声。主要特征为：振动频率为1～30Hz的低频成分。

四、离心通风机振动超标解决措施

通过分析检测点数据可知，当离心通风机在正常转速1120r/min时，通过检测发现3检测点和1、2检测点的水平方向的振动明显，检测点4则存在异常声响并且垂直振动比较明显，因此，可采取以下措施来解决离心通风机振动超标问题。进行开盖检查，将轴承外套和轴承座结合面间隙设置为0.05mm，间隙要用塞尺在塞进50～60mm，保证轴承不受紧力。游隙大小需要根据轴承内径大小进行合理确定，轴承内径50～100mm的游隙设置为0.2mm，内径大于100mm设置为0.3mm，只要游隙不超过上述标准，则视为合格，否则视为不合格，需要重新更换。

第1，启动离心通风机，待其进入稳定运行状态后，选择通风机轴承座H方向上的一点，其振动值变化最能反映不平衡量的大小，记录为检测点M，通过振动数据采集器获得M点的振幅，记录完成后停机。具体的力学模型。

A端轴承座被可靠地锁紧后，可认为与计价固联为一体，而B点的振幅比小，B点围绕A点的转动可简化为直线振动。

第2，根据2#离心通风机，振动超标的实际情况、叶轮直径、配重块经验值（一般在150～200g之间），本次取180g[3]。

第3，打开离心通风机检查门，对叶轮做除尘处理，然后再把叶轮的前盘均匀的分为3等分，用A点，B点，C点进行表示，并把180g配重块焊接在这三个点上，测出M点的振动幅度数值，通过A、B、C三点现场作图求配重点，具体。

具体做法为：以叶轮前盘中点O为圆心，以M点的振幅为半径画圆，将圆三等分，用A、B、C三点进行表示，再以M点在A、B、C三个点上的振幅为半径做弧，三条弧线分布相较于E、F、G三点，在确定E、F、G三点的中心点用D表示，连接圆心O和D点，将连线继续延长和圆周相较于H点，则H点就是配种点，确定测量长度，按照长度计算出配重的质量[4]。

第4，在离心通风机的叶轮前盘的圆周上找到H点的位置，通过计算配重的质量减去焊条的质量，就是焊接配重块的质量，将其焊接在叶轮前盘之上。

第5，关闭检测门，离心通风机平衡检验结束。

五、结束语

综上所述，本文结合实际案例，分析了离心通风机振动超标的原因分析及解决措施，分析结果表明，离心通风机具有容量大、运行效果等特性，被广泛应用在各大领域。

参考文献

马寅辉，窦华书.分流叶片弦长与周向分布对无蜗壳离心通风机内部流动影响[J/OL].浙江理工大学学报（自然科学版），2015：1–9.

丁可金，罗玉娟，高延军.蜗舌型式对离心通风机气动激励的影响分析[J].噪声与振动控制，2019，39（1）：216–220.