羅茨風(fēng)機(jī)振動分析及處理

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1、羅茨風(fēng)機(jī)振動故障分析及處理劉小飛（易門銅業(yè)有限公司云南易門651100）摘要：通過對易門銅業(yè)有限公司ZO—6500型VPSA制氧系統(tǒng)的一臺羅茨鼓風(fēng)機(jī)異常振動的分析與測試，找出了故障特征和成因，并采取激光熔覆新技術(shù)和表面噴鍍方法對轉(zhuǎn)子軸磨損進(jìn)行修復(fù)，把振動值降到風(fēng)機(jī)允許范圍內(nèi)，確保設(shè)備正常運(yùn)行。關(guān)鍵詞：羅茨鼓風(fēng)機(jī)振動故障1前言易門銅業(yè)有限公司ZO—6500型VPSA制氧系統(tǒng)的一臺羅茨鼓風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)型號為ARG500，轉(zhuǎn)速為742r/min，排氣壓力49KPa。該風(fēng)機(jī)最高振動值從2009年4月15日起開始逐漸變大，由表1可看出，水平振動速度有效

2、值超出了15mm/s的允許范圍，垂直振動速度有效值也有所上升。造成系統(tǒng)多次聯(lián)鎖停機(jī)，嚴(yán)重影響了風(fēng)機(jī)安全運(yùn)行。由于該制氧系統(tǒng)使用的風(fēng)機(jī)出口壓力每隔24s都要完成一個從31—41KPa加壓過程，風(fēng)機(jī)的出口壓力波動頻繁，振動值隨壓力也相應(yīng)發(fā)生變化。給分析和查找振動原因帶來了一定困難。為此，對羅茨鼓風(fēng)機(jī)振動進(jìn)行了全面的測試和分析，找出了故障原因，并進(jìn)行了處理，保證了羅茨鼓風(fēng)機(jī)的安全運(yùn)行。表1（風(fēng)機(jī)出口壓力31—41KPa）單位：mm/s4月10日4月15日4月20日4月28日5月2日水平10.9～12.611.3～13.211.8～13.512.

3、8～15.113.2～17.2垂直7.5～8.87.7～9.47.9～9.88.5～11.59.2～12.51羅茨鼓風(fēng)機(jī)振動原因分析及特征引起羅茨鼓風(fēng)機(jī)振動大的因素較多，主要原因有以下幾種：1.1地腳螺栓松動，主要表現(xiàn)在垂直方向振動較大。1.2聯(lián)軸器找正不合格，表現(xiàn)有三點：一是軸向振動較大，二是與聯(lián)軸器靠近的軸承振動較大，三是振動程度與負(fù)荷關(guān)系較大。1.3風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)剛度差，故障特征為：一是振動頻率為工頻，振動時域波形為正弦波，二是垂直方向振動速度異常。1.4與風(fēng)機(jī)連接的管道配置不合理，主要是與風(fēng)機(jī)連接的防振接頭老化，管道與風(fēng)機(jī)形成共振。1.

4、5同步齒輪嚙合間隙大，齒面接觸精度不夠，也可導(dǎo)致水平振動超標(biāo)。1.6轉(zhuǎn)子不平衡，振動表現(xiàn)為：一是水平方向振動較大，且振動頻率與轉(zhuǎn)速同頻，二是振動大小與機(jī)組負(fù)荷無關(guān)。1.7軸承損壞及軸系零件松動，主要表現(xiàn)在：一是軸承溫度高并有異響，二是水平、軸向、垂直振動都有異常。2故障查找對照以上分析情況，分別對風(fēng)機(jī)地腳螺栓、聯(lián)軸器、風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)及與風(fēng)機(jī)連接的管道進(jìn)行了檢查，未發(fā)現(xiàn)異常。并且在2007年因振動大對風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)進(jìn)行過重新加固澆灌，因此也可以排除風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)剛度差的原因。軸承溫度無變化以及未發(fā)現(xiàn)異常聲音。為查清原因，5月3日用振通908簡易測振儀對風(fēng)機(jī)水

5、平、垂直、軸向振動進(jìn)行測量，風(fēng)機(jī)出口壓力在31—41KPa運(yùn)行時結(jié)果如表2，由測量結(jié)果可看出，后軸承端比前軸承端振動值大3mm/s左右，說明振動是從后軸承端引起。為檢查是否存在轉(zhuǎn)子動不平衡，對風(fēng)機(jī)出口壓力下降到21--34KPa和升到35—45KPa分別進(jìn)行了測量，振動值無明顯變化。因此可以肯定，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子不存在動不平衡，振動源出在風(fēng)機(jī)后端,可能是軸承及軸系零件松動造成。表二（風(fēng)機(jī)出口壓力31—41KPa）單位：mm/s前軸承端后軸承端水平13.2～17.315.8～20.1垂直9.2～12..511.5～14.1軸向11.5～13.114

6、.4～16.7風(fēng)機(jī)后端裝配有同步齒輪、軸承、調(diào)整墊及軸承定位襯套，為排除故障，決定對風(fēng)機(jī)后端拆開檢查，發(fā)現(xiàn)同步齒輪嚙合良好，齒面處于磨合狀態(tài)，無明顯磨損現(xiàn)象，初步排除了齒面接觸精度不夠原因。拆除同步齒輪后，發(fā)現(xiàn)兩個轉(zhuǎn)子的軸承鎖緊螺母非常松，軸承明顯跑內(nèi)圈，拆下軸承后測量軸已磨損0.5mm。并且軸承定位襯套的定位銷掉，襯套處軸也磨損嚴(yán)重。產(chǎn)生振動的原因可以確定，與以上分析相嚙合，由于軸承鎖緊螺母松動，造成軸承跑內(nèi)圈，軸承定位襯套出現(xiàn)相對運(yùn)動，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子徑向間隙及同步齒輪嚙合間隙大，振動值增大。3故障處理ARG500羅茨鼓風(fēng)機(jī)葉輪與軸采用熱裝，

7、無法更換軸，而購買一套轉(zhuǎn)子費用較高，時間較長，是生產(chǎn)經(jīng)營所不允許的。經(jīng)分析研究決定對軸進(jìn)行修復(fù)，為防止轉(zhuǎn)子產(chǎn)生彎曲變形，以及表面粗糙度達(dá)到要求，采用激光熔覆新技術(shù)和表面噴鍍方法。3.1激光熔覆技術(shù)的原理及特點激光熔覆，通常采用預(yù)置涂層或噴吹送粉的方法加入熔鑄金屬，利用激光束聚焦能量極高的特點，在瞬間將基體表面僅微熔。同時使基體表面預(yù)置的熔覆層金屬粉末（與基體材料相同或相近）全部熔化。當(dāng)激光離出后快速凝固，獲得與基體冶金結(jié)合的致密覆層。從而達(dá)到使零件表面恢復(fù)幾何尺寸和表面涂層強(qiáng)化的作用。激光熔覆技術(shù)可以解決手工電弧焊、氬弧焊、噴涂、鍍層等傳

8、統(tǒng)修復(fù)方法無法解決的材料選用局限性、工藝過程熱應(yīng)力、熱變形、材料晶粒粗大、基體材料結(jié)合強(qiáng)度難以保證等問題。激光熔覆層與基體為冶金結(jié)合，結(jié)合強(qiáng)度不低于原基體材料的90%，基體材料在激光加工過程中