吴庆雄周邦卫
摘要介绍了简易振动诊断技术在离心脱水机振动故障诊断中的应用及效果。
在污水处理厂的污泥脱水处理工艺中，目前均趋向于使用沉降式离心脱水机。而振动则是离心脱水机的主要故障形式。白沙门污水处理厂所使用的是三台AlfalavaAVNX4555型沉降式离心脱水机，转筒转速为3000r/min，电机功率为37kW。为保证正常生产运行，使用903型数采器对离心机进行振动状态监测与故障诊断分析。脱水机测点布置见图1。
图1
采用相对判定标准，即对同一台设备，在同一部位定期进行参数测定，以正常状态下的测定值作为原始值，按时间先后的实测值与该值进行比较判定。经过三年多的振动状态监测，发现速度参数是离心脱水机的敏感参数，运用这一参数很容易发现症结所在。同时参考了日本的经验，即异常发生时的振动值≥1.6X初始值，取得了非常好的效果。
一、振动现象及分析
2004年7月25日例行振动状态监测发现离心机A有异常振动，对此加强了监测，表1中处理前数值为2004年8月6日的巡检数据。由表中数据可看出，振动速度值已达或接近16mm/s（此例初始值为l0mm/s），而且水平方向振值比垂直方向略大，位移值亦相应升高。
对两轴承（电机端为NUP218ECM/C4型，变速箱端为W29RNU1020M/C3型）采用振动速度值结合峭度值进行综合诊断。振动速度值均达到或接近标准，但峭度值没有超标（电机端2.032≤3，变速箱端2.460≤3）。同时功率谱与幅值谱表明除了不平衡引起的基频（50Hz）突出外，并无轴承故障特征频率突出，高频段分析亦表明轴承无故障存在。为此排除了轴承故障的可能。分析变速箱端测点功率谱图（图2），发现除基频突出外，加速度值为25.09g2，2X倍频更为突出达49.72g2，呈现了典型的平行不对中特征。为了进一步证实，对设备进行了不同速度时的谱图分析，因为不对中引起的振动情况下，机器的转速对振动影响不大。结果表明转速确实对振动影响不大。故初步认为机器的振动是由于带轮平行不对中（带槽错位）引起的。
表1
图2功率谱分析
另外，还发现变速箱端轴承倒频谱图（图3）上除了倒频率q=20.1ms（基频49.8Hz）成分明显外，还存在q=40.4ms（0.5×基频）突出，呈现了松动特征。因为其他松动的可能已排除，根据以往的维修经验，认为可能与轴承的配合松动有关。
图3倒频谱分析
二、故障处理
1.拆机检查，发现变速箱端轴承内圈与轴颈配合面出现了大面积的锈蚀，这是由于配合面的松动引发的锈蚀。对轴颈与内圈的配合公差进行调整，按φ100k6对轴颈采用了热喷涂处理。
2.安装时严格控制两带轮带槽对带槽的平行对正。
装机运行，并进行检测，结果明显好转，见表1中的处理后数值。变速箱端轴承功率谱图与倒频谱图如图4、图5所示，显然，各点振动速度值已降低达正常，功率谱图表明基频成分与2X倍频成分下降明显，倒频谱图表明q=18.2ms（基频55Hz)下降明显，0.5X倍频成分甚至消失。
图4功率谱分析
图5倒频谱分析
三、总结
1．离心脱水机由于处理介质污泥在转筒里的分布不均匀，制造、安装误差等会引起转子的不平衡，所以正常运行时总存在某种程度的振动。
2．配合部位的松动会加大不对中、不平衡振动量，此时机器对其他干扰的反映很敏感，使频率结构变得复杂，应综合分析各种信息才能作出准确的判断。