高壓風(fēng)機(jī)主軸與軸承燒毀的原因

燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)是燒結(jié)生產(chǎn)的主要設(shè)備，擔(dān)負(fù)著燒結(jié)過程燃燒的送風(fēng)。若主抽風(fēng)機(jī)故障停機(jī)，將引起暫停煉鐵甚至停爐的特大事故。
    一、高壓風(fēng)機(jī)狀況及故障現(xiàn)象
    韶鋼3號(hào)燒結(jié)機(jī)主抽風(fēng)機(jī)D2500一11的主要參數(shù)為：風(fēng)量2 500m³/min，風(fēng)壓89.21Pa，廢氣溫度120℃，負(fù)壓11 768Pa，電機(jī)功率l.6kw，轉(zhuǎn)速1 500r／min。
    3號(hào)燒結(jié)機(jī)2005年9月底開機(jī)后，主抽風(fēng)機(jī)的自由端振動(dòng)嚴(yán)重超標(biāo)，特別是軸向振動(dòng)很大，位移峰一峰值達(dá)到105μm，而風(fēng)機(jī)負(fù)荷端的各向振動(dòng)位移峰一峰值都較小，在20μm以下。
    燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)振動(dòng)測(cè)點(diǎn)布置如圖1所示。

    檢修前采集的3點(diǎn)和4點(diǎn)的振動(dòng)通頻幅值數(shù)據(jù)如表1所示，相應(yīng)的水平徑向及軸向振動(dòng)頻譜如圖2所示。

表1 檢修前振動(dòng)位移峰一峰值幅值  μm
       

        二、振動(dòng)原因分析
    1．軸向振動(dòng)原因
    主抽風(fēng)機(jī)振動(dòng)故障的主要特征之一，是自由端軸向振動(dòng)特別大，原因有以下幾種：（l）安裝角向不對(duì)中；（2）軸彎曲；（3）軸承不對(duì)中。不平衡和不對(duì)中是旋轉(zhuǎn)機(jī)械z(mì)ui普遍和常見的振動(dòng)原因，但要認(rèn)真分辨各自的特征頻譜。因?yàn)楣收险駝?dòng)可能是單一原因造成，也可能是幾種故障的疊加。
    滑動(dòng)軸承間隙過大可使軸改變?cè)谳S承內(nèi)的位置，導(dǎo)致不對(duì)中，常產(chǎn)生二倍頻振動(dòng)，使軸與軸承或密封等零部件摩擦，進(jìn)而產(chǎn)生使軸進(jìn)入不穩(wěn)定激烈運(yùn)動(dòng)所需的擾動(dòng)力。這時(shí)，滑動(dòng)軸承不是故障振動(dòng)的根源，而不平衡、不對(duì)中或軸彎曲才是故障源。
    2．振動(dòng)分析的初步結(jié)論
    頻譜分析表明，燒結(jié)風(fēng)機(jī)的主要振動(dòng)特征為，自由端軸向振動(dòng)超標(biāo)；各方向主要頻率成分為軸旋轉(zhuǎn)頻率，同時(shí)存在明顯的二、三倍頻等高次諧波及1/2倍頻等諧波。
    振動(dòng)分析的初步結(jié)論為：（1）由于變形、磨損等原因，使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生不平衡；（2）風(fēng)機(jī)自由端軸瓦磨損，間隙過大；（3）軸系不對(duì)中。
    三、故障處理
    10月8日進(jìn)行*次現(xiàn)場(chǎng)冷態(tài)動(dòng)平衡，其后風(fēng)機(jī)各點(diǎn)振動(dòng)值明顯下降，但自由端軸向振動(dòng)仍zui大，位移峰一峰值達(dá)77.2μm。
    解體檢查發(fā)現(xiàn)，風(fēng)機(jī)自由端上、下支承瓦磨損較嚴(yán)重；軸密封銅板與轉(zhuǎn)子軸表面發(fā)生摩擦，有明顯摩擦痕跡。更換軸瓦后，風(fēng)機(jī)各點(diǎn)振動(dòng)值在正常范圍內(nèi)，但自由端軸向振動(dòng)相對(duì)其它點(diǎn)仍偏大，一倍頻占主要成分，且軸向zui大。可以確定風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子存在的不平衡，主要由熱變形引起，運(yùn)行時(shí)間越長(zhǎng)不平衡越明顯。
    10月20日進(jìn)行第二次現(xiàn)場(chǎng)冷態(tài)動(dòng)平衡。動(dòng)平衡前風(fēng)機(jī)自由端水平位移峰一峰值為36.45μm，軸向位移峰一峰值為48.8μm；動(dòng)平衡后分別降至3μm和30μm。風(fēng)機(jī)自由端水平方向一倍頻占主要成分，同時(shí)存在二倍頻等成分。主抽風(fēng)機(jī)運(yùn)行約4天后，各向振動(dòng)值緩慢變大，可見轉(zhuǎn)子仍然存在不平衡。10月24日進(jìn)行了一次熱態(tài)動(dòng)平衡，即主抽風(fēng)機(jī)在zui接近實(shí)際運(yùn)行工況的熱態(tài)情況下的動(dòng)平衡。動(dòng)平衡前風(fēng)機(jī)自由端水平位移峰一峰值為27.87μm，軸向位移峰一峰值為58μm；動(dòng)平衡后分別為8.3μm和18.6μm。開機(jī)后運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，經(jīng)過4個(gè)月的運(yùn)轉(zhuǎn)和檢測(cè)，證明主抽風(fēng)機(jī)的振動(dòng)故障已經(jīng)解決。