引风机的振动故障分析及处理

张卫强

引风机的正常运行在冶金工厂的生产中是极为重要的，它关系到工厂的顺利生产，如果引风机发生故障，轻至损害公共财产安全，严重的甚至会引发人身伤害事故。从实际设备管理经验来看，风机振动数值往往是风机稳定运行的关键指标，通过定期测量振动数值并记录，并对数值进行汇总分析，能够判断设备劣化趋势，从而择机检修消除隐患能够保证风机长期顺稳运行。因此，分析引风机产生振动超差的常见原因，并找出相应的解决办法，对保证引风机的正常运行具有重要意义。

1 引风机概述

引风机作为三大风机之一，其主要功能是产生电，促使设备能够正常运转。在引风机的工作过程中，经常会出现各种各样的原因导致其受到损害，继而加大负荷，严重的甚至会停止运转，直接影响工厂生产率。在引风机的运转过程中，如果发生故障，一般在这几个方面会有所提示：引风机振动频率不规律、引风机温度过高、引风机噪声突然变大等，这都代表引风机出现故障了，且原因不同，故障的角度也不同。但是由于工厂现场检查设备不完善，检查人员不具备专业技能手段，并不能第一时间检测出引风机故障的真正原因。

2 引风机振动故障分析

2.1 轴承磨损老化

轴承老化磨损是引风机振动超差的一个常见原因。风机连续运行一段时间后，引风机轴承的间隙会逐渐变大。风机振动包括轴承的水平、垂直及轴向振动。从现场经验来看，轴承间隙变大会使轴承的轴向振动增加，建议风机装机后测量一下轴承安装游隙，待设备振动值超差时再次拆检风机轴承游隙，两次数值进行比对，若游隙明显增大，判定风机轴承老化的原因较大，需要更换轴承处理。风机振动检测可以通过轴承在线振动测量装置，检测轴承振动数值的大小。检测方法：根据待测机器的各种参数在软件中建立数据库，将数据库导入便携式振动数据采集仪，采集现场数据后再导入软件进行分析。测点位置和方向：测点选在与轴承座联接刚度较高的地方或箱体上，尽可能多的采集轴承外圈本身的振动信号为原则，如需定期巡检，每次测点位置要一致，采集的数据才具有可比性；传感器尽可能布置在载荷密度大的地方，以保证获取尽可能大的轴承本身振动信号。利用振动分析软件同时结合振动频率的分布特点推断找到故障具体点位，比如轴承保持架或者滚动体缺陷。

2.2 主轴和叶轮之间配合间隙增大

引风机主轴与叶轮之间配合间隙过大也会造成风机振动超差，主要原因是叶轮在制作加工过程中加工精度会有误差，轴头出现椭圆状，导致配合接触面不够，原有的面接触变成了点接触或线接触。另外，设备检修时检修班组人员对设备检修期间为便于现场装配会用细砂纸打磨主轴叶轮安装位，打磨后导致主轴与叶轮之间过度配合间隙过大。笔者所在轧钢厂引风机用于加热炉排烟，主轴直径180mm，叶轮轴孔与主轴紧力为0.01mm ～0.05mm。每次检修更换轴承需要从风机主轴上拆卸叶轮，然后热装，对叶轮轴孔和主轴配合面造成一定的磨损，多次检修会使配合面出现间隙，达不到主轴与叶轮孔的配合要求。

2.3 转子动平衡出现失衡问题

还有一个比较常见的引风机振动失效原因是转子质量失衡。加热炉引风机抽取介质为炉内高温燃烧后的废气，含有腐蚀性硫化物，会附着在叶轮表面，长时间运行后叶轮附着物逐渐增多，会影响叶轮动平衡，导致振动增加。

2.4 主轴弯曲

主轴弯曲更容易发生在长期停用的风机，由于风机长时间不运转，且叶轮自重较大，在叶轮自重的作用下，主轴会发生轻微弯曲变形，转子组高速旋转后振动值会超差，此问题可以通过打表进行测量查找原因。

2.5 风机联轴器对中不良

风机与电机之间为联轴器联接，用于传递转矩，风机联轴器对中不良为风机常见故障之一，风机的不对中故障是指风机电机两转子的轴心线与轴承中心线的不在一条直线上，发生对中不良现象后，会造成轴承磨损加剧，联轴器弹性体异常磨损甚至切断等故障停机，同时也会造成振动超差。

2.6 引风机叶片灰尘过多引起振动超标

引风机在实际运转过程中，流动的气体带入叶轮后，旋转的叶片和气体之间在工作接触面上做不到严丝合缝，所以气体在叶片顾及不到的地方通过气体流，会带起旋涡，旋涡的流动导致了气体的颗粒状灰尘都堆积到了叶片的死角中，当这些灰尘积攒到一定程度时，就会影响引风机的正常运转，叶轮的强甩力会把积攒的灰尘甩出。这些灰尘分布于叶片不同的死角处，灰尘积攒不均匀，叶轮承受的重量就不均匀，致使引风机振动频率突然加大。传统的解决办法是在发现引风机振动频率不正常后，马上停止运转状态。负责检修的人员将叶片上的灰尘清理干净，但是这样的做法是治标不治本，引风机再次运转起来，还是会产生灰尘，再次影响振动频率，这种处理方法不仅耗费人力，同时也存在安全隐患。

2.7 叶片磨损严重致使振动超标

磨损是引风机常见故障之一，引风机在运转过程中，各部分零件之间会产生磨损。磨损过多就会导致设备温度升高，其主要原因就是叶片磨损严重，致使振动超标，引起连环反应，严重的甚至会直接导致机器设备报废。传统的解决方法是及时更换磨损严重的叶片，但是磨损一直存在，不找到各部分零件运转的平衡点，还是会引起振动超标。

2.8 风道系统异响引起的振动

引风机在运转过程中除自身的正常振动外，还常常会受到其他因素影响，引起振动，这种振动称为受迫振动。受迫振动往往加重机器负荷，引起异响。最常影响引风机振动的就是烟或风道的振动。尤其是锅炉引风机，其在使用过程中受到风道影响，引起振动超标，继而导致引风机出口处的扩散筒疏散供应不上，加重了扩散筒的负荷，带起连锁反应，最终引风机故障终止工作。

2.9 轴承损坏致使引风机振动超标

上文提到过中轴承磨损、老化，会引起振动超标。除此之外，轴承损坏所引起的振动超标问题更加严重。如果在引风机的安装过程中，没有将轴承安装到位，或是在引风机的运转过程中，没有及时润滑轴承，亦或是轴承使用寿命已到限却没有及时更换，这些都会导致轴承掉落、生锈、出现裂痕等等，最终导致引风机振动超标，发生故障。常规的解决办法是，借助轴承振动测量器，通过测量振动的强烈、振动的位置等，推测出是哪种原因引起的轴承振动。轴承振动的原因有很多，所以测量出来的数据充满了不确定性。为了测量准确，需要事先对每台引风机的数据进行精准测量，记录在册。当引风机出现故障时，依据引风机的初始数据比对测量轴承振动频率，在找到其具体原因、具体位置后，停止引风机运转，用拉马将损坏的轴承拔出来，甚至在很多时候，还要把整个引风机拆除。可以说，这样的解决方法劳民伤财。

2.10 引风机轴承箱和电机箱安装松懈引起振动

在大部分工厂中，引风机的轴承箱和电机箱多是安装在水泥上，通过螺丝固定。但是由于多数工厂地面不够平整，有一些小的坑坑洼洼，因此，在安装轴承箱和电机箱时往往需要借助别的零件固定其位置，最常用的就是呈倾斜状的不规则铁块。而且，轴承箱和电机箱中心高度不同，为使二者统一，往往需要在较低的下方增加铁块支撑踮起。但是由于这些踮脚铁块存在不固定性，所以极易导致电机箱及轴承箱倾斜滑倒，从而引发重大事故。

其次，由于这些踮脚铁块长期和电机箱及轴承箱表面接触，会导致电机箱及轴承箱表面产生不同程度的磨损，磨损的增加同样会加重电机箱及轴承箱表面的负荷程度，再加上引风机在工作过程中不可避免的一些振动，双重压力之下，电机箱及轴承箱的稳固程度会越来越差，从上到下、从里到外，振动无时无刻不在发生，严重时可导致引风机部分零件在强震动之下，飞出引风机，造成机器损坏乃至人员伤亡的重大事故。

3 引风机振动故障的处理方法

引风机的振动超差是引风机振动失效中常见的现象。引风机振动超差往往会引发一系列严重的设备故障问题。常见的问题包括轴承损坏、电机过流过载、传动轴弯曲变形等。正是因为这些常见的问题，引风机的稳定运行就得不到保障。因此，对引风机振动故障的处理是十分必要的。根据引风机不同的故障原因，有目的有针对地分析解决，引风机的振动现象可以得到一定程度的控制，从而更高地保障引风机的正常运行，为工厂带来收益。

3.1 轴承磨损老化的处理方法

轴承磨损老化是引起的振动超差的主要原因。常见轴承老化因素主要为润滑油缺失或者润滑油油质变坏，日常点检重点关注润滑油油位，标准为视油镜的2/3 至3/4 位置。同时，润滑油需要风机运行3 个月进行更换一次，保证润滑油清洁。另外，检修更换轴承备件后，轴承磨合24 小时需要停机更换润滑油。这些措施能够延长轴承使用寿命，当判定轴承老化后需要停机对轴承进行更换处理。

3.2 主轴和叶轮之间配合间隙增大的处理方法

现场采用主轴修复的办法进行处理，需要将主轴与叶轮之间的配合位补焊后重新加工至要求的精度尺寸来保证主轴与叶轮之间的配合。

3.3 转子动平衡出现失衡时的处理方法

通过前面的分析可知，叶片附着物是引风机过度振动的主要原因。引风机在实际运行过程中，叶片的转动与气体进入叶轮后的转动存在角度差。正是由于这种角度差的存在，气体会在叶片非工作面产生涡流。而正是因为这个漩涡，叶轮气体中所含的灰颗粒会附着在非工作面的表面。随着引风机运行时间的增加，气体中携带的灰颗粒越来越多。当灰渣沉降达到一定数量时，会有大量的灰渣被叶轮的旋转离心力抛出。这最终会导致叶轮的质量分布不平衡，从而引起引风机振动的增加。我们对这个问题的传统解决办法往往是引风机停止运行后，维修人员进入机壳清洗叶轮，清除叶片上的灰。这样可以使叶轮的质量再次平衡，从而减少引风机的振动。但是这样的维修缺点也是非常明显的，即维护人员劳动强度大，同时，进入风机内部作业属于受限空间易发生人身安全事故。在这里，我们提出了一种新的解决方案，我们尝试制作了蒸汽喷枪，外接蒸汽管路，通过打开风机人孔，利用蒸汽喷枪对叶轮叶片清理，清洗过程中人工缓慢转动主轴，可以逐个叶片进行清理作业。该方法最大的优点之一是可以避免维修人员进行风机内部作业，杜绝了有限空间作业发生人员窒息的可能。而且这种方法，而且清洗的效果很好，同时清洗效率很高。

3.4 避免主轴弯曲的处理方法

引风机在长期停用后可能发生主轴弯曲，可以定期手动盘车180°，我们制定了设备使用规程，备用风机每一个月切换一次，同时，备用风机每周手动盘车180°，通过制度约束，保证设备停用期间风机主轴不发生弯曲的问题。同时，对于风机转动组备件存放也应该有相应管理要求，传动组备件应该使叶轮水平放置在台架上，风机主轴处于竖直方向，这样避免叶轮自重对主轴产生作用力，保证备件存放过程中不发生变形。

3.5 联轴器对中不良的处理处理方法

可以定期打表测量联轴器同轴度的方式，来保证联轴器对中良好。建议风机每年进行一次联轴器同轴度检测调整，同时，电机底座可以安装顶丝，保证电机在运行过程中不发生移位，从而保证联轴器同轴度对中良好。

3.6 引风机叶片振动超标的处理办法

为节省人力物力财力，可采取这样的办法，在引风机内部靠近叶轮处安排一排小型喷嘴，安装角度一定要经过严格的数据测量，保障喷嘴的安装角度既不影响叶轮的正常运转，同时又能与叶片的四角处形成对立面。并且，为保障引风机的正常运转，喷嘴不在引风机工作时开启。当引风机停止运转时，将喷嘴的阀门打开，即刻清理叶轮之间的灰尘，在喷水时，导管与机器底部的冲灰水联合，用冲灰水清洗。这种解决方法不仅节省了人力物力财力，同时也更加安全高效，也不会加重对叶片及叶轮的磨损。

3.7 叶片磨损严重引起的振动超标的处理办法

解决叶片磨损最根本的办法是处理好各零件之间的动平衡。在引风机停止工作的时候，进行动平衡实验，找到各零件之间平衡点进行配平。可从以下步骤进行：第一是找到引风机的舌喉处，在舌喉和叶轮相对应的方向，手动增加一个孔门，孔门位置一定要和叶轮最外侧的圆外边缘最近，然后由专业人员从引风机外侧操控内部。第二是引风机在运转过程中产生振动异响后，立即停止机器，把孔门打开，由专业人员操控孔门重新配置平衡点，通过找到三个或四个参考点为基准，进行测重，找到质量不平衡的点。第三是在找到质量不平衡的点后，通过计算得出，该在此处做相应加法还是减法，以此来解决叶片磨损严重的根本问题。

3.8 风道系统振动异响的处理方法

决定引风机出口扩散筒的工作质量的重要零件是轴承座。轴承座的振动正常，扩散筒就可正常排送气体，轴承座的负荷加大，扩散筒就会受到影响产生异响，影响引风机振动。因此，为了更好的平衡中轴承座和扩散筒之间的关系，可以在扩散筒的外端下方增加一个活支点，支点可以操控扩散筒依据排气方向及排气量，灵活改变上下方向。这样，如果轴承座负荷加重时，就可以通过调整扩散筒的位置消除振动，确保引风机的正常运转。

3.9 轴承损坏引起的振动超标的处理方法

在往常处理损坏的轴承时，通常用拉马将其拉出，尤其在处理一些大型的引风机时，为了将轴承拉出，还有对引风机进行拆卸。对此，提出新的解决思路，轴承需要拉出，一定是损坏严重，不能使用了。为了节省人力，在不损坏引风机整体设备的情况下，强制拆除轴承。因为轴承已经损坏，没有必要因为损坏的轴承而造成其他零部件的磨损。这种操作方法虽能节省人力，但对操作人员有极高的要求。在拆除轴承时，要先将连接轴承和引风机的盖子小心拆除，然后利用千斤顶将主轴顶起来，将主轴与其他零件隔离开，再利用火焊烤炙损坏轴承，致使其从内部裂开。这样在不损坏引风机其他部分的情况下，将轴承拆除，大大节省了人力。

3.10 引风机轴承箱和电机箱安装固定的处理方法

首先是修整水泥地，不需要大动干戈，只需将固定轴承箱和电机箱的水泥地重新填补平整，增加地脚螺丝，加固其稳定性，并对浇筑好的地面进行打磨，确保电机箱和轴承箱在上方是稳定的。另外，可以专门为电机箱和轴承箱打造放置的架子，考虑到电机箱和轴承箱的材质特点，架子在材料的选取上以钢为主，钢管、钢板的厚度一定要经过专门的数据测量。并且，钢板和电机箱及轴承箱表面的接触部分，添加特制涂层，保障钢板与其表面的摩擦程度在可控范围内。

在焊接钢管时，要考虑到电机箱和轴承箱的中心位置不同，要在钢架的设计上体现出来。在整体钢架完成后，可将电机箱和轴承箱放置于上，并测量好其所占面积，在电机箱和轴承箱周围加固钢板，确保电机箱和轴承箱不会因为引风机的正常振动引起倾斜甚至滑落。

考虑到电机箱和轴承箱的工作性能，还可钢架的内测上角设置排风系统，加快对电机箱和轴承箱的散热，从而确保整个引风机能够正常运转。电机箱和轴承箱的固定脚架在设置初期会损耗一些人力物力，但一旦完成，将大大降低引风机的故障发生率。

4 结语

综上所述，引风机振动超常是一种非常常见的故障类型，不同型号引风机振动超常的原因也不尽相同。但一般来说，引风机振动超常的原因是相似的。因此，针对这些原因，找到相应的解决方案，可以保证引风机的正常运行。引风机在冶金企业中起着非常重要的作用，因此，相关企业在对引风机进行管理时，一定要努力提高引风机的维护水平，从而最大程度地保证企业的正常运行。不难看出，随着时代的变化，新的科技手段层出不穷，各相关企业在管理及维修引风机等设备时，也应该及时更新厂内人员的管理水平和维修手段，始终以严谨的态度对待工作，更好地推动企业前行。