张文斌
摘要：大庆石化公司污水处理用的鼓风机振动异常。通过振动趋势图及频谱分析，并采取逐点排除法，确认振动异常源于电机。
关键词：鼓风机；频谱；诊断；电机；松动；动平衡
一、振动概述
2003年12月，大庆石化公司某污水车间C0014#鼓风机的四个测点振动值升高，至2004年2月，振动进一步加剧。其中最大振动速度从1.9mm/s升至8.4mm/s，远超过4.5mm/s的允许值。其趋势图见图1
二、初步分析
鼓风机电机转速3000r/min，功率440kW%，结构简图及测点布置见图2。
振动趋势图显示3#，4#测点的振动幅值跃升幅度比1#、2#测点大，同时可以看出联轴器侧的2#、3#测点比1#、4#测点幅值跃升幅度大。经初步分析，认为振动源于电机，并且位于联轴器侧。具体产生原因可能是由于联轴器对中变化（螺栓松动、联轴器胶圈磨损等）、地脚松动、轴承损坏或其它原因造成。
三、故障分析诊断
1、仔细检查鼓风机地脚螺栓及对中情况，未发现异常。脱开联轴器单试电机，发现3#测点的水平振动值达到3.98mm/s，垂直振动值2.87mm/s，轴向振动值4.32mm/s。而此前电机无负载运行的总体振动值小于1.1mm/s，表明电机振动严重，导致机组振动异常。
2、3#测点水平、垂直、轴向的频谱如图3所示。从频谱图可以看出，振动在水平和轴向较大，频率以工频为主，伴随2、3、4倍等高次谐波。
3．频谱分析
(1)转子质量不平衡导致产生工频振动。但据该电机以往振动资料分析，转子动平衡良好，也未检修过，不太可能发生大的改变，故振动的主要原因应该不是动平衡问题。
(2)产生高次谐波有以下原因。
①轴承不对中。由于平衡位置发生变化，轴系统载荷重新分配，轴承油膜呈非线性，在一定条件下出现高次谐波。同时轴承不对中会引起电机轴向振动。
②转子部件松动。转子部件松动是非线性和时变的，因此产生非线性振动，将出现大量旋转频率的谐波。
转子机械松动包括轴承与轴承座配合间隙不当、联轴器与轴过盈不足等。轴承内圈磨损产生的频谱和轴承座配合间隙不当产生的频谱相似，而且轴承内圈磨损后，轴承与轴的配合间隙变大，导致设备动平衡破坏和前后轴承不对中，在频谱图上产生工频及高次谐波，因此电机故障很可能是轴承内圈磨损造成。
检修电机时，发现联轴器侧电机轴已严重磨损，实测轴颈尺寸为φ1000.10mm，电机后侧轴颈尺寸为φ1000.01mm，从而证实了此前的判断。
四、解决措施
用喷涂法修复轴颈，使与联轴器孔过盈0.02mm.再次单独运转电机，3#测点的水平、垂直方向频谱如图4所示。
从中可以看出，检修后电机径向振动比检修前增大了，振动频率以工频为主。轴向振动很小，并且振动随转速变化而变化，是典型的动不平衡振动这是由于修复电机时。机械加工误差导致动平衡变化所致。
重新对电机转子进行动平衡，在左、右配重面分别加了70.1g和104g配重。再次开机，1#、2#测点振动值均在1.68mm/s以下，状态良好。
参考文献：
沈庆根北工机器故障诊断技术．浙江大学出版社，1994.
徐敏设备故障诊断手册．西安交通大学出版社，1998.