何凤英

(鞍钢集团有限公司教育培训中心，辽宁 鞍山 114000)

0 引言

风机是钢铁冶金行业必不可少的设备，广泛应用于钢铁生产工艺的各个环节，受运行条件、制造与安装误差等因素影响，风机运行中易产生机械、密封、腐蚀和磨损等多种故障，对风机实施振动状态监测和故障诊断，是现场把握风机运行状态、确认故障类型与部位、指导设备维修的常用方法。

1 鼓风机的振动状态监测

某钢厂混合煤气风机为离心鼓风机，功率400 kW、变频电机最高转速2 980 r/min，压力为(0.95-1.3)×105Pa，风量7 000 m3/h。鼓风机叶轮悬臂布置，其设备简图及测点布置,见图1，图中序号①～④为振动测试的测点。其中电机轴承为深沟球轴承、型号是6312，鼓风机采用滑动轴承支撑。

图1 鼓风机设备简图及测点布置

由于鼓风机的电机轴承经常因电蚀造成损坏，大约3个月就需要更换新轴承。为了确认鼓风机运行状态，进而指导设备维修，特别是确定是否需要更换电机轴承，利用便携式振动分析仪ET-VI1，对该鼓风机②～④测点的水平方向(H)、垂直方向(V)、轴向(A)进行了振动测试，振动测量结果见表1。

表1 鼓风机振动测试数据

由表1中振动测量结果可知：测点②水平振动较大，振动速度有效值为2.32 mm/s，对照该设备出厂给定的振动速度报警值4.5 mm/s判断，该设备目前处于正常运行状态。但通过对振动信号的分析，发现设备存在故障隐患，应密切关注设备劣化趋势，提早做好维修准备工作。

2 鼓风机振动信号分析与故障诊断

测点②水平方向振动位移为37.44 μm，图2为其时域波形图，图3为其频谱图。由图2可知，时域波形为近似等幅正弦波，周期为34.8 ms，与电机回转周期34.48 ms基本一致。由图3可知，振动以稳定的基频28.76 Hz为主，与电机回转频率29 Hz非常接近，其他倍频分量幅值很小。时域波形和频谱图均符合转子不平衡故障的振动特征。测点②水平方向振动速度的时域波形和频谱图也具有相同特征，可判断电机转子存在不平衡，但不平衡程度较轻。

图2 测点②水平方向振动位移的时域波形

图3 测点②水平方向振动位移的频谱

测点②垂直方向振动加速度最大，达36.49 m/s2，图4、图5为其时域波形和频谱图。由图4可以看到时域波形有冲击现象，但冲击程度不很严重。由图5可以看到频谱图的高频段存在较丰富的非同步频率成分，有较大的振动能量堆积。根据滚动轴承故障的振动诊断理论，判断测点②的电机滚动轴承有中早期故障出现。

图4 测点②垂直方向振动加速度的时域波形

图5 测点②垂直方向振动加速度的频谱

测点③、测点④为鼓风机滑动轴承处振动值，其振动数值较小，且时域波形与频谱图不存在明确故障特征，表明鼓风机及其滑动轴承状态良好。

3 诊断结论

综合上述分析得出，鼓风机当前处于正常运行状态，但电机存在不平衡故障隐患、电机负荷侧滚动轴承有中早期故障。建议缩短监测周期，保证轴承润滑条件，根据设备运行状态的变化适时停机维修，以避免因故障处理不及时引发设备事故，影响正常生产；针对电蚀原因造成的轴承破坏，建议采用绝缘轴承。

4 结语

鼓风机的振动状态监测与故障诊断实例验证了在设备运行过程中，利用振动诊断技术能够准确地把握设备状态并及时发现设备故障及隐患，给设备维修提供可靠依据，避免设备的过修和欠修，意义重大。