高壓風機主軸與軸承燒毀的原因

燒結主抽風機是燒結生產的主要設備，擔負著燒結過程燃燒的送風。若主抽風機故障停機，將引起暫停煉鐵甚至停爐的特大事故。
    一、高壓風機狀況及故障現象
    韶鋼3號燒結機主抽風機D2500一11的主要參數為：風量2 500m³/min，風壓89.21Pa，廢氣溫度120℃，負壓11 768Pa，電機功率l.6kw，轉速1 500r／min。
    3號燒結機2005年9月底開機后，主抽風機的自由端振動嚴重超標，特別是軸向振動很大，位移峰一峰值達到105μm，而風機負荷端的各向振動位移峰一峰值都較小，在20μm以下。
    燒結主抽風機振動測點布置如圖1所示。

    檢修前采集的3點和4點的振動通頻幅值數據如表1所示，相應的水平徑向及軸向振動頻譜如圖2所示。

表1 檢修前振動位移峰一峰值幅值  μm
       

        二、振動原因分析
    1．軸向振動原因
    主抽風機振動故障的主要特征之一，是自由端軸向振動特別大，原因有以下幾種：（l）安裝角向不對中；（2）軸彎曲；（3）軸承不對中。不平衡和不對中是旋轉機械zui普遍和常見的振動原因，但要認真分辨各自的特征頻譜。因為故障振動可能是單一原因造成，也可能是幾種故障的疊加。
    滑動軸承間隙過大可使軸改變在軸承內的位置，導致不對中，常產生二倍頻振動，使軸與軸承或密封等零部件摩擦，進而產生使軸進入不穩定激烈運動所需的擾動力。這時，滑動軸承不是故障振動的根源，而不平衡、不對中或軸彎曲才是故障源。
    2．振動分析的初步結論
    頻譜分析表明，燒結風機的主要振動特征為，自由端軸向振動超標；各方向主要頻率成分為軸旋轉頻率，同時存在明顯的二、三倍頻等高次諧波及1/2倍頻等諧波。
    振動分析的初步結論為：（1）由于變形、磨損等原因，使轉子產生不平衡；（2）風機自由端軸瓦磨損，間隙過大；（3）軸系不對中。
    三、故障處理
    10月8日進行*次現場冷態動平衡，其后風機各點振動值明顯下降，但自由端軸向振動仍zui大，位移峰一峰值達77.2μm。
    解體檢查發現，風機自由端上、下支承瓦磨損較嚴重；軸密封銅板與轉子軸表面發生摩擦，有明顯摩擦痕跡。更換軸瓦后，風機各點振動值在正常范圍內，但自由端軸向振動相對其它點仍偏大，一倍頻占主要成分，且軸向zui大。可以確定風機轉子存在的不平衡，主要由熱變形引起，運行時間越長不平衡越明顯。
    10月20日進行第二次現場冷態動平衡。動平衡前風機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；動平衡后分別降至3μm和30μm。風機自由端水平方向一倍頻占主要成分，同時存在二倍頻等成分。主抽風機運行約4天后，各向振動值緩慢變大，可見轉子仍然存在不平衡。10月24日進行了一次熱態動平衡，即主抽風機在zui接近實際運行工況的熱態情況下的動平衡。動平衡前風機自由端水平位移峰一峰值為27.87μm，軸向位移峰一峰值為58μm；動平衡后分別為8.3μm和18.6μm。開機后運轉平穩，經過4個月的運轉和檢測，證明主抽風機的振動故障已經解決。