罗茨风机振动分析及处理

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1、罗茨风机振动故障分析及处理刘小飞（易门铜业有限公司云南易门651100）摘要：通过对易门铜业有限公司ZO—6500型VPSA制氧系统的一台罗茨鼓风机异常振动的分析与测试，找出了故障特征和成因，并采取激光熔覆新技术和表面喷镀方法对转子轴磨损进行修复，把振动值降到风机允许范围内，确保设备正常运行。关键词：罗茨鼓风机振动故障1前言易门铜业有限公司ZO—6500型VPSA制氧系统的一台罗茨鼓风机，风机型号为ARG500，转速为742r/min，排气压力49KPa。该风机最高振动值从2009年4月15日起开始逐渐变大，由表1可看出，水平振动速度有效值超出了15mm/s的允许范围，垂直振动速度有

2、效值也有所上升。造成系统多次联锁停机，严重影响了风机安全运行。由于该制氧系统使用的风机出口压力每隔24s都要完成一个从31—41KPa加压过程，风机的出口压力波动频繁，振动值随压力也相应发生变化。给分析和查找振动原因带来了一定困难。为此，对罗茨鼓风机振动进行了全面的测试和分析，找出了故障原因，并进行了处理，保证了罗茨鼓风机的安全运行。表1（风机出口压力31—41KPa）单位：mm/s4月10日4月15日4月20日4月28日5月2日水平10.9～12.611.3～13.211.8～13.512.8～15.113.2～17.2垂直7.5～8.87.7～9.47.9～9.88.5～11.5

3、9.2～12.51罗茨鼓风机振动原因分析及特征引起罗茨鼓风机振动大的因素较多，主要原因有以下几种：1.1地脚螺栓松动，主要表现在垂直方向振动较大。1.2联轴器找正不合格，表现有三点：一是轴向振动较大，二是与联轴器靠近的轴承振动较大，三是振动程度与负荷关系较大。1.3风机基础刚度差，故障特征为：一是振动频率为工频，振动时域波形为正弦波，二是垂直方向振动速度异常。1.4与风机连接的管道配置不合理，主要是与风机连接的防振接头老化，管道与风机形成共振。1.5同步齿轮啮合间隙大，齿面接触精度不够，也可导致水平振动超标。1.6转子不平衡，振动表现为：一是水平方向振动较大，且振动频率与转速同频，二

4、是振动大小与机组负荷无关。1.7轴承损坏及轴系零件松动，主要表现在：一是轴承温度高并有异响，二是水平、轴向、垂直振动都有异常。2故障查找对照以上分析情况，分别对风机地脚螺栓、联轴器、风机基础及与风机连接的管道进行了检查，未发现异常。并且在2007年因振动大对风机基础进行过重新加固浇灌，因此也可以排除风机基础刚度差的原因。轴承温度无变化以及未发现异常声音。为查清原因，5月3日用振通908简易测振仪对风机水平、垂直、轴向振动进行测量，风机出口压力在31—41KPa运行时结果如表2，由测量结果可看出，后轴承端比前轴承端振动值大3mm/s左右，说明振动是从后轴承端引起。为检查是否存在转子动不

5、平衡，对风机出口压力下降到21--34KPa和升到35—45KPa分别进行了测量，振动值无明显变化。因此可以肯定，风机转子不存在动不平衡，振动源出在风机后端,可能是轴承及轴系零件松动造成。表二（风机出口压力31—41KPa）单位：mm/s前轴承端后轴承端水平13.2～17.315.8～20.1垂直9.2～12..511.5～14.1轴向11.5～13.114.4～16.7风机后端装配有同步齿轮、轴承、调整垫及轴承定位衬套，为排除故障，决定对风机后端拆开检查，发现同步齿轮啮合良好，齿面处于磨合状态，无明显磨损现象，初步排除了齿面接触精度不够原因。拆除同步齿轮后，发现两个转子的轴承锁紧螺

6、母非常松，轴承明显跑内圈，拆下轴承后测量轴已磨损0.5mm。并且轴承定位衬套的定位销掉，衬套处轴也磨损严重。产生振动的原因可以确定，与以上分析相啮合，由于轴承锁紧螺母松动，造成轴承跑内圈，轴承定位衬套出现相对运动，导致转子径向间隙及同步齿轮啮合间隙大，振动值增大。3故障处理ARG500罗茨鼓风机叶轮与轴采用热装，无法更换轴，而购买一套转子费用较高，时间较长，是生产经营所不允许的。经分析研究决定对轴进行修复，为防止转子产生弯曲变形，以及表面粗糙度达到要求，采用激光熔覆新技术和表面喷镀方法。3.1激光熔覆技术的原理及特点激光熔覆，通常采用预置涂层或喷吹送粉的方法加入熔铸金属，利用激光束聚

7、焦能量极高的特点，在瞬间将基体表面仅微熔。同时使基体表面预置的熔覆层金属粉末（与基体材料相同或相近）全部熔化。当激光离出后快速凝固，获得与基体冶金结合的致密覆层。从而达到使零件表面恢复几何尺寸和表面涂层强化的作用。激光熔覆技术可以解决手工电弧焊、氩弧焊、喷涂、镀层等传统修复方法无法解决的材料选用局限性、工艺过程热应力、热变形、材料晶粒粗大、基体材料结合强度难以保证等问题。激光熔覆层与基体为冶金结合，结合强度不低于原基体材料的90%，基体材料在激光加工过程中