浅论机械振动在冶金设备中的控制及利用

邵晓光

（中国瑞林工程技术有限公司 江西南昌 330013）

前言

在人类日常生活当中，振动可谓是无处不在，有些振动对人类的生存生活是有利的，如人类自身的心脏跳动、声带振动、混凝土捣实等；而有些振动则对人类是有害的，如地震、共振、噪声等。对于有害性较大的振动如果不对其加以控制，有可能给人类的生存生活造成严重损害；对有利振动进行科学合理的利用能够有效改善人类生活方式，造福于人类。冶金生产中很多设备都涉及到机械振动，对冶金设备的机械振动进行控制与利用非常必要。

1 有害机械振动在冶金设备中的实际案例分析

风机作为冶金设备中最为普遍与关键的一个机械装置，在冶金企业日常生产中发挥着重要的作用。根据实际经验总结，造成风机产生有害振动的原因主要有以下几点：①轴承本身质量不符合设计要求。轴承本身存在质量问题会造成表面损坏，进而引发风机形成有害振动。②轴承安装精度不达标。轴承安装精度不达标，会导致风机运行负荷越来越大，从而加剧风机有害振动。③联轴器安装问题。联轴器安装不合理，使风机与主轴不同心，造成联轴器出现一定程度的磨损松动，引起风机发生较大振动[1]。④风机动平衡问题。如果风机在安装使用前没有进行现场动平衡校正，也极易引起风机振动，主要表现在叶轮磨损不均匀，叶轮维修后没有恢复平衡，叶轮零件松动，表面不均匀积灰等。

2 冶金设备中有害机械振动的控制措施

根据上文对造成冶金风机设备产生有害机械振动的几点主要原因分析，需要针对这几种原因采取有效的措施对有害机械振动进行控制，以降低其对冶金设备产生的不利影响，减少对设备的损害。具体控制措施如下：

2.1 做好安装前的检查工作

考虑到风机初始振动情况良好，因而需要针对其他几个可能的原因进行控制与预防。轴承作为风机的一个重要组成部分，在安装前应对轴承质量与主轴精度进行全面严格的检查，对轴承各部位之间的配合度进行仔细检查，同时还要检查各轴承主轴是否同心[2]。然后，利用先进精密仪器测量轴承游隙，确保所用轴承质量与规格符合风机结构设计要求，能够满足风机运行环境要求。在主轴安装过程中，保证主轴精度能够达到设备运行要求，保证联轴承的安装与滚动轴承的安装能够符合设备设计要求，从而降低因轴承安装问题而引起的风机有害振动发生频率。

2.2 消除可能存在的摩擦碰撞问题

在风机设备运行过程中，潜在的摩擦碰撞问题有可能会造成风机产生有害振动。所以，将这些显式存在的、潜在的摩擦碰撞问题进行及时消除，能够在一定程度上对风机有害振动进行有效的控制。消除由摩擦碰撞问题引起的风机有害振动，需要保证密封装置安装精度达到有关标准规定，消除主轴与密封装置之间可能产生的碰触与摩擦，并在安装调试阶段，通过对温度、声音、振动值等参数信息的检测与分析，判断主轴与密封装置及其他装置之间是否存在碰触摩擦。同时，还应该注意观察机壳与叶轮之间的间隙变化情况，从各相关方面将可能存在的摩擦碰触问题尽可能消除。

2.3 切实做好现场动平衡校正

现场动平衡技术隶属于一种成熟的、实用的机械设备维修技术，能够方便快捷、经济地消除不平衡问题，具有缩短维修时间、简化拆装工作、节省维修费用、保留原有安装精度等优点。利用该维修技术能够有效提高风机系统的动平衡精度，减少不平衡问题出现[3]。做好现场动平衡校正是控制冶金风机设备有害机械振动最为重要与关键的一个环节。正常情况下，风机生产厂家会在风机出厂前对其进行动平衡试验，但由于实际应用中，现场很多因素都会对风机的动平衡效果产生影响，导致风机极易发生有害振动。而为了对冶金设备有害机械振动进行严格有效的控制，就必须切实做好现场动平衡校正工作。首先，待风机全部安装完成后，开始实施现场动平衡校正，即在出现不平衡的旋转部件相应位置上，适当的增减配重单元，从而完成风机设备的现场动平衡校正。经过现场动平衡校正后，风机的有害振动问题可以得到有效的控制。

2.4 采用冶金设备在线振动监测系统

伴随信息时代的来临，越来越多的行业在生产、管理、控制等各方面都实现了一定程度的信息化，并且很多企业目前已具备属于自己独立的运行系统，如ERP系统、客户管理系统、在线监测系统等。这些系统在企业中的应用给企业生产经营与管理方式带来了前所未有的改变，对企业具有重要的影响与作用。所以，对于冶金企业来说，开发与利用在线振动监测系统对冶金设备中的有害振动进行预防和控制，必定会取得良好的控制效果。

冶金企业使用在线振动监测系统流程大致为，首先通过系统中传感器对监控内各个冶金设备的振动情况信息进行采集与分析，然后将数据经由通信网络传输至光纤转换设备当中，将数字信号转化为电信号，再传送至主控机中的服务器上利用相关软件对设备振动数据进行详细分析与评估，从而判断出每台设备的实际的振动情况。此外，该系统还具有报警功能，当设备出现有害振动时立即给出报警提示，提醒工作人员采取恰当的措施来对其进行控制，或系统以自动化、智能化方式进行自主调整，消除设备的有害振动，从而实现对冶金设备现场有害振动的有效控制。

3 冶金设备中有利机械振动的利用

3.1 加大对有利机械振动的研究力度

在科技日益发达的今天，通过大量专家学者的不断研究，有利机械振动利用得以实现。例如，中科院某教授长期致力于振动控制与利用工程方面的研究与探索，并在国际上首先提出了振动利用工程概念，拉开了振动利用的序幕，为振动利用奠定了坚实的基础。通过对有利机械振动的合理利用，使得机械振动在很多工艺过程中都起到了良好的作用效果。例如，在冶金工艺生产过程中，利用机械振动可以使物料运动，减少物料之间的内摩擦，提高物料密实性，降低物料对输送物体的阻力，从而实现对物料的输送、筛分与加工，提高机械设备使用效率和生产效率[4]。此外，将有利机械振动应用在不同的工艺当中，还能够实现物料的破碎、磨粉等各种工艺过程。随着有利机械振动利用的不断充分，各种振动机械应运而生，目前已研发出的振动机械有振动研磨机、振动输送机、自同步振动机、振动筛分机等等。因此，加大对有利机械振动的研究力度，是实现冶金设备中对有利机械振动充分利用的必要条件。

3.2 大力发展与应用振动机械

振动机械的发展与应用必须以深刻了解与掌握振动原理为基础与支撑。近年来，伴随社会各界对冶金设备机械振动研究的不断深入，振动机械得到了迅速的发展。为大力发展与推广应用振动机械，需要在冶金设备运行过程中，运用两台或多台电动机进行同步工作，共同完成既定的生产任务，以满足振动机械对生产提出的同步性要求，进而达到生产预期的工艺效果。随着振动协同理论发展的不断成熟，其在工程领域所具有的实际应用价值日益凸显，使得自同步振动机械在冶金行业得到了十分普遍的应用。例如，双激振器式振动给料机、自同步振动筛等就在冶金物料攻供给、筛分等工艺过程中得到了良好的应用。

就目前冶金行业设备使用情况来看，自同步振动机械在其中具有极为普遍的应用，并呈现出进一步扩大的应用趋势[5]。通过对现有自同步振动机械在冶金设备中的应用效果分析发现，它的应用使得很多大型机械设备构造都得到了一定程度的简化，使很多机械设备的性能都得到了有效的提升。由此可见，自同步振动机械在冶金行业的大力发展与推广应用，具有极其重要的工程实际应用和理论研究价值。

4 总结

通过上文对机械振动在冶金设备中的控制与应用分析可知，对其中产生的有害振动进行有效的控制，对有利的振动进行科学的利用，不仅对冶金生产、冶金设备正常高效使用具有重要的意义，而且对振动机械的生产研发与推广应用也具有十分重要的现实意义。总之，振动机械既是对现有设备的一种改进与创新，也是未来机械设备研究与发展的重点对象。它的不断发展与应用是推动冶金行业快速可持续发展的重要前提基础。

[1]王得刚，李学金.机械振动在冶金设备中的控制与利用[J].冶金设备，2015，05：62～65.

[2]刘钢前，白云龙.冶金机械设备维修方法分析[J].现代冶金，2013，03：82～84.

[3]张琨.旋转机械无线传感器网络振动监测节点的设计[D].太原理工大学，2015.

[4]刘鑫.基于振动控制模型的回转轴控制策略研究[D].湖北工业大学，2011.

[5]吴琴.回转机械振动测试与控制系统[D].湖北工业大学，2010.