摘　要　針對(duì)青島鋼鐵集團(tuán)銀鋼燒結(jié)有限公司大型風(fēng)機(jī)故障的檢測(cè)，用類(lèi)比法圖文并茂地從時(shí)域上進(jìn)行了波形特征和振動(dòng)幅值對(duì)比分析，并進(jìn)行了自相關(guān)圖譜特征對(duì)比分析；從頻域上用幅值譜呈現(xiàn)的頻譜特征進(jìn)行了對(duì)比分析。通過(guò)時(shí)頻域分析結(jié)果，診斷出風(fēng)機(jī)產(chǎn)生了轉(zhuǎn)子不平衡和不對(duì)中的綜合性故障。并結(jié)合風(fēng)機(jī)機(jī)組實(shí)際狀況，做出了監(jiān)護(hù)運(yùn)行的決策。

        兩臺(tái)型號(hào)為ST4500-1.047/0.889的大型風(fēng)機(jī)，是青島鋼鐵集團(tuán)銀鋼燒結(jié)有限公司流水線作業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備，對(duì)公司生產(chǎn)起著極其重要的作用。從2004年9月初起，1＃風(fēng)機(jī)就產(chǎn)生了異常振動(dòng)，其振動(dòng)值呈上升趨勢(shì)，逐步接近或超過(guò)了風(fēng)機(jī)制造廠家制定的振動(dòng)速度有效值（門(mén)限值）標(biāo)準(zhǔn)。Vrms=6.3mm/s。為確保生產(chǎn)的正常進(jìn)行，及時(shí)診斷出風(fēng)機(jī)故障，進(jìn)而決定對(duì)設(shè)備是立即停機(jī)檢修還是監(jiān)護(hù)運(yùn)行處理，河南獅鼎股份有限公司對(duì)該機(jī)進(jìn)行了檢測(cè)診斷，取得了滿(mǎn)意效果。
一、機(jī)組有關(guān)參數(shù)及測(cè)點(diǎn)布置圖
        風(fēng)機(jī)為雙吸式，兩組葉片各為16片，轉(zhuǎn)速1500r/min，風(fēng)量4500m3/min，轉(zhuǎn)子長(zhǎng)5m，葉輪直徑2.5m。
電機(jī)為同步式，轉(zhuǎn)速1500r/min，功率2000kW。
        風(fēng)機(jī)機(jī)組測(cè)點(diǎn)布置見(jiàn)圖1。使用河南獅鼎股份有限公司的DCPS-08B數(shù)據(jù)采集與分析處理系統(tǒng)，測(cè)量參數(shù)為振動(dòng)速度有效值。如圖1所示，在各滑動(dòng)軸承座的水平、垂直、軸向三個(gè)方向上，分別對(duì)同型號(hào)（ST4500）的l＃和2＃風(fēng)機(jī)機(jī)組進(jìn)行了檢測(cè)，以便進(jìn)行對(duì)比分析。
 

圖1　機(jī)組測(cè)點(diǎn)布置圖

二、1＃風(fēng)機(jī)機(jī)組故障的檢測(cè)分析與故障診斷
        在檢測(cè)分析過(guò)程中，由于2＃風(fēng)機(jī)機(jī)組運(yùn)行正常且與振動(dòng)異常的1＃風(fēng)機(jī)機(jī)組型號(hào)相同。因此，應(yīng)用了類(lèi)比法在同工況、同測(cè)點(diǎn)、同方向的前提下，進(jìn)行了檢測(cè)對(duì)比分析。
        經(jīng)對(duì)兩臺(tái)風(fēng)機(jī)機(jī)組檢測(cè)后對(duì)比發(fā)現(xiàn)：1＃風(fēng)機(jī)機(jī)組振動(dòng)變化率，從大到小按測(cè)點(diǎn)4、3、2、1排列；對(duì)同一測(cè)點(diǎn)而言，在水平方向測(cè)得的振動(dòng)速度有效值，均大于垂直方向和軸向。鑒于在電機(jī)兩側(cè)的測(cè)點(diǎn)1和測(cè)點(diǎn)2處所測(cè)振動(dòng)值變化率較小，說(shuō)明電機(jī)無(wú)故障，應(yīng)是風(fēng)機(jī)產(chǎn)生了故障。
        為此，分別選取測(cè)點(diǎn)3和測(cè)點(diǎn)4的水平振動(dòng)譜圖進(jìn)行了對(duì)比分析。因測(cè)點(diǎn)3(南瓦）水平振動(dòng)譜圖特征較測(cè)點(diǎn)4的更為明顯，故對(duì)測(cè)點(diǎn)3水平方向的頻譜特征進(jìn)行分析。
1．時(shí)域圖分析
  　　　　　　　　　　　　　　　　
        用1＃2＃風(fēng)機(jī)測(cè)點(diǎn)3水平方向處所測(cè)得的時(shí)域圖（圖2、3)對(duì)比可見(jiàn)：1＃風(fēng)機(jī)時(shí)域振動(dòng)譜峰比較平齊，有明顯的周期性波形，而2＃風(fēng)機(jī)時(shí)域圖上無(wú)此特征。1＃風(fēng)機(jī)的振動(dòng)速度有效值vrms=6.183mm/s， 2＃風(fēng)機(jī)的振動(dòng)速度效值為vrms＝1.58mm/s，1＃風(fēng)機(jī)的振動(dòng)速度有效值是2＃風(fēng)機(jī)的3.9倍，由此可推斷 1＃風(fēng)機(jī)的確產(chǎn)生了故障。
2．時(shí)基圖分析
        用圖4、圖5的時(shí)基圖對(duì)比可見(jiàn)：2＃風(fēng)機(jī)時(shí)基圖呈多頻率疊加特征，通頻振幅為12.41mm/s：而1＃風(fēng)機(jī)時(shí)基圖上可看到通頻振幅為22.54mm/s，它是2＃風(fēng)機(jī)的1.82倍，其時(shí)基波形呈現(xiàn)出M形和正弦波組合的疊加波形，高倍頻分量疊加、振值高，導(dǎo)致單邊摩擦削波。由此可初步推斷：1＃風(fēng)機(jī)產(chǎn)生了不平衡和不對(duì)中的綜合性故障，且振值較高，已產(chǎn)生碰彈摩擦。
          
                      圖4  1＃風(fēng)機(jī)南瓦時(shí)基圖　　　　　　　　　               圖5  2＃風(fēng)機(jī)南瓦時(shí)基圖
3．自相關(guān)圖分析
        用圖6、圖7的自相關(guān)圖對(duì)比可見(jiàn)：2＃風(fēng)機(jī)的譜峰全部在0.567以下，且譜峰高低不等；而l＃風(fēng)機(jī)的譜峰間隔均勻，均為40ms，譜峰高，基本一致且達(dá)到0.994。由此可進(jìn)一步推斷：l＃風(fēng)機(jī)產(chǎn)生了轉(zhuǎn)子不平衡和不對(duì)中的綜合性故障，且以不平衡故障為主。
  　　　　　　　　　　　　　　　
4.幅值譜分析
        由圖8、圖9的幅值譜對(duì)比可見(jiàn)：2＃風(fēng)機(jī)軸頻25Hz的振值為vrms＝1.79mm/s，轉(zhuǎn)子軸振的各階倍頻振動(dòng)很小；而1＃風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸頻25Hz處有顯著的高值譜峰，其振值為vrms＝6.47mm/s，它是2＃風(fēng)機(jī)的3.6倍；其頻譜圖基本上呈“樅樹(shù)形”，它呈現(xiàn)出轉(zhuǎn)子不平衡的頻譜特征。此外，在轉(zhuǎn)子軸振各階倍頻處也有顯著的譜峰，除轉(zhuǎn)子軸頻的1倍頻、4倍頻的振動(dòng)有效值增加幾倍外，以2倍頻為首的3、5、6倍頻處振動(dòng)有效值增大更多；轉(zhuǎn)子2倍頻增大許多倍，則表明有轉(zhuǎn)子不對(duì)中故障。由此可更進(jìn)一步推斷出：1＃風(fēng)機(jī)產(chǎn)生了以不平衡為主的轉(zhuǎn)子不平衡和不對(duì)中的綜合性故障。

  
                            圖8  1＃風(fēng)機(jī)南瓦幅值譜圖　　　　　　　　　　　　　　　圖9  2＃風(fēng)機(jī)南瓦幅值譜圖
三、結(jié)論
        綜合以上時(shí)域和頻域分析，結(jié)合風(fēng)機(jī)機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行狀況，對(duì)青鋼集團(tuán)1＃風(fēng)機(jī)機(jī)組確診為：風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生了以不平衡為主的轉(zhuǎn)子不平衡和不對(duì)中的綜合性故障。結(jié)合類(lèi)比判斷和IS02372-1974(E）振動(dòng)烈度評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)不平衡、不對(duì)中故障短期內(nèi)不會(huì)迅速發(fā)展、惡化的特點(diǎn)，做出了目前1＃風(fēng)機(jī)機(jī)組仍可維持運(yùn)行的結(jié)論。建議該公司在使用的同時(shí)，對(duì)該風(fēng)機(jī)機(jī)組加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，待測(cè)得的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子兩端的振動(dòng)速度有效值超過(guò)11.2mm/s時(shí)，再停機(jī)進(jìn)行檢修。

參考文獻(xiàn)
1.盛兆順，尹琦嶺．設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)及應(yīng)用．化學(xué)工業(yè)出版社,2003
2.王殿武．機(jī)械振動(dòng)與故障診斷．洛陽(yáng)機(jī)車(chē)廠,2002