摘要：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。
关键词：离心通风机；振动超标；原因；解决措施
前言
由于振动故障作为离心通风机运行过程中常见的故障类型之一，因此，针对离心通风机振动故障与安全运行的研究，对于促进离心通风机运行稳定性的提升具有极为重要的意义。
1工作原理
离心通风机利用叶轮高速转动所产生的离心力驱动空气流动，将机械能有效地转化为气流流动时的动能和压力势能。其结构简单，主要包括集流器、叶轮和螺旋形机壳（蜗壳）3部分。离心通风机压力系数高、流量系数大、运行稳定、噪声较低，因此被广泛运用到工程项目的通风系统中。离心通风机的工作过程如下：叶轮旋转时，叶片流道空间的气流随叶片旋转而旋转，从而获得动能。气流在离心力作用下经叶端被高速抛出，甩入螺旋状机壳。机壳横截面面积沿螺旋线方向缓慢增大，因此气流速度逐渐减小，动压被有效地转化为出口静压。与此同时，叶根处形成低压区，压差驱使外界空气经集流器流入叶轮，补充先前被抽走的空气，至此形成连续流动。
2离心通风机振动故障分析
2.1转子不稳定形成振动
材料自身存在的缺陷，技术差等各方面因素是导致离心通风机振动故障现象发生的主要原因。在生产制造离心通风机时，假如转子结构的质量无法满足绝对性转子平衡要求，将会增加结构出现偏差的几率。由于转子在长期旋转的过程中，因为受到周期性离心力的影响，致使轴承荷载的增加，最终导致振动现象的出现。经过长期的实践应用发现，致使转子产生不稳定现象的因素主要包括以下几方面：
（1）如果制造离心通风机选择的材料耐磨性较差的话，那么离心式压缩机就会早长期使用后出现严重的不平衡现象；（2）大多数没有经过加工处理的轴承，都因为存在接触面平滑度不够的现象，而造成整个结构与形状面出现了严重的不对称现象；（3）人为因素导致的加工过程中出现严重的缺陷与偏差现象，对于转子运转稳定性的提升也会产生极为不利的影响。
2.2转子对中偏差问题
转子对中偏差问题主要表现在以下几方面：首先，三个不对称现象。我们常说的不对称或者不对中现象主要指的是组合方向、角度、平行等几方面的不对称现象；其次，热机组状态下设备运行状况的观察和记录。假如发现轴承压力存在过低或者减少等现象的话，就说明轴承下半部分的表面或者轴径之间的缝隙过大；最后，相关人员必须在详细检查和分析转子运转数据的基础上，计算出转子对中偏差的数据。
2.3油膜振荡的问题
随着离心通风机运行时间的增加，油膜振荡这一故障也会逐渐的加重。由于油膜振荡是因为油膜过多而出现的故障现象，一旦离心式压缩机长期保持运转状态的话，油膜必然会在高速转动的轴承的带动下下形成振荡的现象。此外，不同轴承之间荷载能力的不同也是导致油膜振荡现象发生的主要因素。
2.4转子和气密之间的摩擦现象
经过调查研究发现，离心通风机常见的摩擦现象主要有以下几种：（1）转子与气密封之间发生大弧度摩擦的话，就会导致元件之间出现磨损的现象；（2）气密封与转子连接部位之间如果产生桩基的话，将会导致元件出现磨损的现象。正是因为气密封与转子之间磨损现象十分的严重，所以，为了促进离心通风机使用效率的有效提升，大多采取降低小叶轮顶部缝隙的方式实现。
3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。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。
4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。具体的力学模型如图1所示：
图1中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。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，具体如图2所示：
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。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。
5结束语
必须加强离心式通风机振动故障发生原因分析和研究的力度，并以此为基础制定切实可行的离心式通风机维护保养措施，保证离心式通风机始终处于正常稳定的运行状态，促进离心式通风机应用效率的稳步提升。
参考文献：
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[2]王小伟，裘达夫.在航状态下船用离心通风机的改装修理[J].中国修船，2011，24（6）：11-12.
论文作者:徐俊 王胜军
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年10期
论文发表时间:2019/10/30
标签：离心通风机论文; 转子论文; 叶轮论文; 现象论文; 轴承论文; 油膜论文; 故障论文; 《当代电力文化》2019年10期论文;