王占光
（焦作堅(jiān)固水泥有限公司）

　　設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行是生產(chǎn)的基礎(chǔ)，振動不僅有損設(shè)備壽命，其無功消耗也是企業(yè)效益的直接損失。規(guī)模相同、產(chǎn)能相同的企業(yè)，卻效益不同，這與穩(wěn)定運(yùn)行密不可分。所以降低振動，減小無功消耗，意義重大。隨著科技的進(jìn)步，測振元件已廣泛應(yīng)用于水泥行業(yè)，對水泥設(shè)備的監(jiān)護(hù)和穩(wěn)定運(yùn)行起到了積極的作用，也為振動的分析提供了依據(jù)。本文通過對振動特征的分析，闡述振動的識別與處理方法，與同行們交流。

　　1　設(shè)備振動源

　　1.1　來自支撐方面的振動

　　支撐的振動主要來自于軸承的損壞、設(shè)備機(jī)座剛度的不足和松動。當(dāng)軸承的內(nèi)外套及滾動體出現(xiàn)點(diǎn)蝕剝落時，伴隨振動發(fā)出的響聲連續(xù)、悶長且殘破，有明顯的壓潰感，垂直方向振動較大；軸承內(nèi)外套或滾動體斷裂，在滾動體通過裂縫瞬間時，產(chǎn)生沖擊振動，發(fā)出響聲較大，殘破脆短，裂縫徑向振動大；若異物卡入軸承內(nèi)，不但引起振動，還發(fā)出尖叫聲，若異物停留在滾道內(nèi)形成墊層，滾動體通過該處時產(chǎn)生振動，響聲發(fā)悶且有阻力感，墊層的徑向振動大，若異物隨軸承運(yùn)轉(zhuǎn)會發(fā)出摩擦聲，聽到軸承內(nèi)發(fā)出摩擦、尖叫聲，應(yīng)是保持架故障；軸承與軸不同心時，軸向振動大，響聲時輕時重，比較規(guī)律；正常磨損的軸承，若游隙過大，振動會明顯增加，振動以垂直方向?yàn)橹?。對于滑動軸承，無聲無振，但軸與瓦間隙過大時，因潤滑油的渦動，會產(chǎn)生振動，振動表現(xiàn)在垂直方向，還有一種情況是，回轉(zhuǎn)體軸向定位不好時，來回串動，磕碰瓦裙產(chǎn)生軸向振動。設(shè)備機(jī)座剛度不足時，設(shè)備顫動量大，左右晃動，振動值與方向不穩(wěn)；若機(jī)座松動，當(dāng)松動的程度還未影響到安裝精度時，垂直方向振動增大。

　　1.2　動力傳遞過程引起的振動

　　水泥行業(yè)的動力傳遞以齒輪、皮帶、聯(lián)軸器等為主，振動也由此產(chǎn)生。正常的齒輪傳動，嚙合響聲比較均勻，振動也比較穩(wěn)定，但在軸承、齒輪、軸、鍵等出現(xiàn)問題時，重疊系數(shù)減小，嚙合精度降低，便會產(chǎn)生沖擊振動，發(fā)出噪音。我廠一臺人字齒輪減速機(jī)，曾出現(xiàn)斷齒事故，斷掉部分約占總長度的40%，產(chǎn)生周期性響聲和振動，直到更換為止。軸承損壞時，齒輪嚙合不穩(wěn)定，撞擊聲不斷，直齒輪水平、垂直方向振動值增大，斜齒輪軸向增大；鍵切或鍵松動時，出現(xiàn)不正常嚙合，沖擊頻次較低，轉(zhuǎn)數(shù)不穩(wěn)，振動在垂直、水平方向增大；齒輪出現(xiàn)點(diǎn)蝕，噪音振動增大，直齒輪振動以垂直方向?yàn)橹?，斜齒輪以軸向?yàn)橹?；斷齒時沖擊沉重，頻率與轉(zhuǎn)速相關(guān)，垂振值很大；軸彎時齒輪響聲，時輕時重比較規(guī)律，頻率與轉(zhuǎn)速一致，振動以水平方向?yàn)榇?。皮帶傳動中的振動以皮帶的松緊、軸承的損壞引起的振動比較典型，皮帶過松時，引起振動，轉(zhuǎn)速不穩(wěn)，皮帶上下抖動，發(fā)出拍打聲，振動方向在量皮帶輪的連線上；軸承損壞時，除了以上特征外，伴隨有軸承異常響聲和振動。傳動中常見又突出的振動，是聯(lián)軸器，由于同軸度不好，運(yùn)轉(zhuǎn)時產(chǎn)生擾動，軸向振動大。

　　1.3　回轉(zhuǎn)體不平衡引起的振動

　　設(shè)備回轉(zhuǎn)體的不平衡，多由不均勻粘灰、不均勻磨損、軸彎、配重塊的松動或脫落等引起，但無論是哪一種原因引起的不平衡，反映在設(shè)備水平方向上的振動都會增大，其振動方向、大小規(guī)律、穩(wěn)定，只是軸彎后振值會逐日增大，因?yàn)檩S彎后，會越來越彎；粘灰引起的不平衡振動，因有時會脫落，表現(xiàn)出今日振，明日或許不振；當(dāng)支撐回轉(zhuǎn)體的軸承出現(xiàn)跑圈時，定心功能消退，會引起類似不平衡一樣的振動；當(dāng)軸承外套與軸承座配合間隙較大時，軸承內(nèi)外套、外套與軸承座會出現(xiàn)歪斜，軸承游隙會固定在某一個方向，運(yùn)轉(zhuǎn)起來一邊費(fèi)勁，一邊輕松，產(chǎn)生軸向振動，軸承響聲不均勻。

　　1.4　松動引起的振動

設(shè)備的振動與緊固件的松動密切相關(guān)，地腳螺栓松動時，對振動的阻尼作用降低，設(shè)備出現(xiàn)顛簸，振動參數(shù)不穩(wěn)定，設(shè)備內(nèi)部緊固件或部件的松動，多伴隨有較為異常的響聲。若松動引起不平衡，水平振動增大；若松動引起定位失效，發(fā)生在軸向，則軸向振動大，發(fā)生在徑向，則水平、垂直方向振動增大；若松動引起了干涉，會產(chǎn)生撞擊聲，振動增大表現(xiàn)在干涉方向。軸承座的松動，振動特征表現(xiàn)在垂直方向。

　　1.5　生產(chǎn)系統(tǒng)不穩(wěn)定引起設(shè)備振動

　　生產(chǎn)系統(tǒng)不穩(wěn)也是設(shè)備振動的原因之一。立磨在料床不穩(wěn)時會產(chǎn)生振動，振動的方向反映在機(jī)架上以垂直為主，水平方向次之；預(yù)熱器系統(tǒng)的塌料，會造成高溫風(fēng)機(jī)的暫時不平衡，引起水平方向振動；回轉(zhuǎn)窯結(jié)蛋時，會對基礎(chǔ)造成低頻顛簸，窯皮的不均勻垮落會使筒體彎曲，影響傳動產(chǎn)生振動，轉(zhuǎn)到凸出的地方時，發(fā)出沉悶的根切響聲，水平方向振動大，轉(zhuǎn)到凹進(jìn)去的地方時，發(fā)出敲擊聲，垂直方向振動大。

　　1.6　干涉引起的振動

　　設(shè)備部件的干涉，如減速機(jī)、羅茨風(fēng)機(jī)內(nèi)部有多個運(yùn)轉(zhuǎn)部件，一旦內(nèi)部部件定位失效，運(yùn)轉(zhuǎn)間隙發(fā)生變化，運(yùn)轉(zhuǎn)部件之間就會發(fā)生碰撞或摩擦干涉，產(chǎn)生振動，振動的方向與沖擊方向相同。

　　2　設(shè)備振動的處理

　　2.1　設(shè)備支撐引起的振動處理

　　在運(yùn)行中，發(fā)現(xiàn)設(shè)備晃動或振動，應(yīng)檢查設(shè)備地腳螺栓是否松動，若有松動，必須進(jìn)行緊固。若不能緊固，有可能是地腳螺栓斷裂或被拔出，須對地腳螺栓進(jìn)行再生根處理；若發(fā)現(xiàn)二次灌漿層開裂，墊鐵松動，應(yīng)將墊鐵打緊，進(jìn)行緊固，打緊過程須認(rèn)真觀察，避免機(jī)座產(chǎn)生變形；緊固中若出現(xiàn)較硬沖擊，且伴隨著緊固，振動加劇，應(yīng)松開該螺栓，逐步緊固其它螺栓，其它螺栓緊固完畢，再緊固該螺栓，緊固前先將機(jī)座與設(shè)備之間塞實(shí)。例如我廠的煤磨收塵風(fēng)機(jī)電機(jī)，在對電機(jī)和風(fēng)機(jī)聯(lián)軸器找正后，緊固電機(jī)地腳螺栓，并穿上銷子，盤車時發(fā)現(xiàn)阻力不均，開機(jī)時軸向振動較大，檢查聯(lián)軸器對中，偏差較大；松開電機(jī)地腳螺栓檢查，發(fā)現(xiàn)電機(jī)一腳與機(jī)座接觸不實(shí)，后按以上方法處理后，試機(jī)運(yùn)行正常。

　　對于支撐設(shè)備回轉(zhuǎn)體的軸承，若出現(xiàn)如前1.1所述的響聲和振動特征，可以判斷軸承已經(jīng)損壞，必須做維修更換處理。檢修期間，若發(fā)現(xiàn)軸與軸承跑圈，可在軸承內(nèi)套與軸之間填充金屬膠粘結(jié)，我廠的小型軸承多采用該方法，效果良好。但采用膠粘時需先測量軸承內(nèi)套與軸的間隙，選擇合適的金屬粘結(jié)劑。對于外套與軸承座之間的跑圈，可加墊片固持。為了保證設(shè)備的精確運(yùn)行，建議高轉(zhuǎn)速軸承，其游隙達(dá)到原始游隙的2倍時、一般轉(zhuǎn)速軸承游隙達(dá)到原始游隙的3倍時、低轉(zhuǎn)速軸承游隙達(dá)到原始游隙的5倍時，在檢修時應(yīng)予更換。我廠基本采用這項(xiàng)原則，既保證設(shè)備有效運(yùn)轉(zhuǎn)，也不浪費(fèi)。該項(xiàng)內(nèi)容獲得中國設(shè)備管理學(xué)會二等創(chuàng)新獎。對于滑動軸承，當(dāng)瓦與軸的間隙大于原配合間隙的3倍時，應(yīng)通過調(diào)節(jié)兩瓦口結(jié)合面的高低，即降低瓦口的中心高，縮小間隙。

　　2.2　傳動引起的振動處理

　　傳動引起的振動形式較多，齒輪箱內(nèi)產(chǎn)生的沖擊振動，首先要根據(jù)振動的方向、沖擊的響聲，進(jìn)行一一的分析，判斷產(chǎn)生振動的原因。軸承損壞產(chǎn)生的振動和響聲頻率較高，振動的方向和響聲顯得雜亂，振動參數(shù)也不穩(wěn)定，再者，損壞的軸承一般都有較大的壓潰、破裂響聲，振動也較大。若遇此類情況，可根據(jù)響聲的輕重，振動的大小，判斷軸承損壞的形式，找出損壞的軸承，并按2.1方法做更換處理。若齒輪箱內(nèi)發(fā)出的響聲節(jié)奏明顯，與某級轉(zhuǎn)速同步，振動也與轉(zhuǎn)速同步，可判定該級齒輪可能出現(xiàn)了以下故障，如齒面點(diǎn)蝕、斷齒或局部斷裂、齒輪軸彎曲、齒面變形、齒面沾有異物等，若齒輪嚙合鋼音不連續(xù)，應(yīng)屬齒面點(diǎn)蝕，可對點(diǎn)蝕面進(jìn)行修研，增加潤滑油的粘度維持運(yùn)轉(zhuǎn)；若沖擊噪聲很大，很難聽到嚙合鋼音，振動強(qiáng)烈，應(yīng)屬斷齒或局部斷裂，還有就是齒面沾有異物或齒輪軸彎曲嚴(yán)重，必須停機(jī)做換軸、換齒輪處理，若是輪齒變形或齒面沾有異物，清除異物或進(jìn)行齒形修正即可。我廠煤磨減速機(jī)曾出現(xiàn)過齒輪斷角故障，斷角碎屑又遭到齒輪擠壓，不但造成輪齒齒向變形，還使齒面出現(xiàn)麻坑，引起振動和不均勻嚙合聲，經(jīng)齒向研磨和齒面打磨后，再把潤滑油的粘度提高了一個檔次，振動值恢復(fù)了正常。

若齒輪箱內(nèi)沖擊較大轉(zhuǎn)速不穩(wěn)，甚至沒有輸出，多屬齒輪與軸之間的鍵松動、鍵被切之類的故障，重新配鍵即可。處理期間須注意，平鍵靠側(cè)面應(yīng)當(dāng)配合緊密，鉤頭鍵頂面必須打緊。我廠有一臺邊緣傳動管磨機(jī)的小齒輪，就是采用鉤頭鍵與軸聯(lián)接，曾出現(xiàn)過該類故障，頂面打緊后不穩(wěn)定情況消除。開式齒輪傳動的振動特征與齒輪箱基本相同，如大窯的彎曲就與軸的彎曲產(chǎn)生的結(jié)果一樣，只是可以改變中心距來消除振動。另外，在齒輪傳動的安裝或維修過程中，應(yīng)使齒面中部接觸，不然齒輪易掛角打齒。開式齒輪還要彌補(bǔ)運(yùn)轉(zhuǎn)中大小齒輪中心距的變化，如窯在熱態(tài)時，由于輪帶的熱漲使中心距擴(kuò)大，齒輪的嚙合精度下降，造成磨損過快等不利影響。

　　皮帶傳動中，除了軸承、機(jī)架松動影響外，皮帶的松緊對設(shè)備的振動影響較大，當(dāng)發(fā)現(xiàn)皮帶跳動，檢查若無其他問題時，可以直接對皮帶進(jìn)行張緊，消除振動；但不可過緊，否則會造成軸承發(fā)熱，當(dāng)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行軸承溫升＞40℃，說明皮帶過緊，若＜40℃，且運(yùn)行穩(wěn)定，說明松緊合適。另外皮帶在運(yùn)行中會不斷延伸，要經(jīng)常檢查張緊。

　　聯(lián)軸器是動力與負(fù)載聯(lián)系的橋梁，它引起的振動主要反映在軸向，所以設(shè)備產(chǎn)生軸向振動，可認(rèn)為是聯(lián)軸器對中出了問題，重新找正即可。在此提醒找正時要預(yù)防機(jī)座變形，對主機(jī)的傷害。找正過程，一定要按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，還要注意銷子不可過緊。例如某廠的多級離心水泵，沒有注意類似問題，銷子太緊，以致于拉跑了電機(jī)轉(zhuǎn)子，造成軸承發(fā)熱，Z后還是先在聯(lián)軸器的軸向間隙內(nèi)夾了一個厚度適中的鐵塊，保證在緊固銷子時，兩側(cè)軸承不受影響，才解決了問題。

　　2.3　不平衡引起振動的處理

　　設(shè)備中的回轉(zhuǎn)體在設(shè)計(jì)過程中都做過極限轉(zhuǎn)速的校核，避免工作轉(zhuǎn)速與回轉(zhuǎn)體固有頻率的倍數(shù)重疊引起共振；也對回轉(zhuǎn)體的平衡精度做出要求，所以該文所述的不平衡，是指設(shè)備在工作過程中，因遭到不均勻磨損、不均勻沾灰以及軸彎等情況下產(chǎn)生的不平衡。此類振動以水平方向?yàn)橹?。處理方法是若發(fā)現(xiàn)回轉(zhuǎn)體上有沾灰現(xiàn)象，把沾灰清理干凈即可消除振動；若發(fā)現(xiàn)不均勻磨損或軸彎，要修補(bǔ)磨損部位，再做動平衡試驗(yàn)，以消除振動。我廠高溫風(fēng)機(jī)在一段時間內(nèi)，多次出現(xiàn)水平方向的振動，經(jīng)檢查為葉片上存在不均勻粘灰，一清就好，開機(jī)時間不長又粘灰振動，Z后查出生料中鐵的含量不適當(dāng)，改變配料后粘灰振動消除。另外盤車時，若回轉(zhuǎn)體部位總停在固定的位置，說明不平衡量較大，必須做不平衡試驗(yàn)進(jìn)行校正；再者，若水平振動值超過允許值的兩倍以上，也必須進(jìn)行再平衡校驗(yàn)。如高溫風(fēng)機(jī)、循環(huán)風(fēng)機(jī)、余風(fēng)風(fēng)機(jī)、管磨機(jī)等設(shè)備，工作溫度很高，會產(chǎn)生熱脹冷縮，必須給自由端軸承留有足夠的串動空間，同時保證軸承與軸承座接觸面相對光滑。我廠的高溫風(fēng)機(jī)曾出現(xiàn)過類似問題，就是自由端軸承座內(nèi)孔地面出現(xiàn)了壓痕，由于軸不能自由伸長，導(dǎo)致軸承發(fā)熱，一度造成固定端軸承發(fā)熱，產(chǎn)生軸承內(nèi)圈與軸相對轉(zhuǎn)動，把軸磨細(xì)，使軸承失去了定心作用，從而產(chǎn)生水平方向的振動，表現(xiàn)的形式為有時振動，有時不振動，振動往往在負(fù)荷調(diào)整后，也聽不到軸承滾動體的轉(zhuǎn)動響聲，多次做平衡校驗(yàn)，也未能消除振動，后經(jīng)打磨軸承座，解決了問題。不過回轉(zhuǎn)體的零部件及配重塊的松動脫落，也會使設(shè)備產(chǎn)生不平衡振動，表現(xiàn)為振動不穩(wěn)定，伴隨有拍打聲，如齒輪箱中零部件的松動、風(fēng)機(jī)葉輪上掛有異物等，此類響聲在開停機(jī)過程中表現(xiàn)更為突出，處理方法是對零部件復(fù)位緊固、去掉異物。

　　2.4　松動引起振動的處理

　　松動引起的振動以垂直方向?yàn)樘卣鞯恼駝?，一般是固定螺栓拉長、退扣等原因引起，適當(dāng)緊固即可。如軸承座的合口螺栓松動、單機(jī)設(shè)備地腳螺栓松動等。若發(fā)現(xiàn)軸承游隙增大較多，可以對軸承做更換處理；以軸向振動為特征的振動，多屬地腳螺栓松動引起的設(shè)備對中超差所致，找出松動部位并找正緊固即可，如聯(lián)軸器等；還有以水平方向?yàn)樘卣鞯恼駝?，它是松動引起回轉(zhuǎn)體的不平衡所致，應(yīng)照原位恢復(fù)緊固松動部件，若恢復(fù)困難，要在緊固后進(jìn)行動平衡試驗(yàn)，消除不平衡量，特別是回轉(zhuǎn)體的配重塊；還有齒輪的徑向力產(chǎn)生的水平振動，可根據(jù)齒輪傳動引起振動的特征一一分析，查出原因，并按前述方法進(jìn)行處理。

　　2.5　生產(chǎn)系統(tǒng)造成設(shè)備振動的處理

　　生產(chǎn)系統(tǒng)故障能使設(shè)備產(chǎn)生劇烈振動，在水泥行業(yè)以高溫風(fēng)機(jī)和立磨比較典型。當(dāng)系統(tǒng)塌料時，往往引起高溫風(fēng)機(jī)的水平振動。處理方法是要穩(wěn)定系統(tǒng)，使風(fēng)料比適中，防止氣料在非分離區(qū)內(nèi)分離塌料；其二是消除死角，使物料無處沉積，實(shí)現(xiàn)分散排出。此類事故在水泥行業(yè)不乏其例。我廠在相當(dāng)一段時間內(nèi)就經(jīng)常出現(xiàn)類似故障，并使系統(tǒng)跳停，影響生產(chǎn)，按以上方法處理后得到了緩解。立磨的振動反映在料床不穩(wěn)的時候較多，操作時可以通過穩(wěn)定來料、粒度及清除堅(jiān)硬異物等措施緩解振動。我廠曾出現(xiàn)過因通風(fēng)不足，引起磨內(nèi)被帶起的物料突然塌下，造成料床不穩(wěn)和砂巖中含有較多鐵塊而振動?；剞D(zhuǎn)窯因筒體彎曲，掛窯頭窯尾密封產(chǎn)生振動，若遇此類情況，當(dāng)采取措施盡快使窯伸直。

　　2.6　相互干涉產(chǎn)生振動的處理

　　相互干涉引起的振動，有的在設(shè)備內(nèi)部，有的在設(shè)備外部，有的在運(yùn)轉(zhuǎn)部件之間，有的在運(yùn)轉(zhuǎn)部件與靜止部件之間。如風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口與葉輪的摩擦?xí)r，應(yīng)當(dāng)修理進(jìn)風(fēng)口，消除其對葉輪的干涉。無殼體設(shè)備或部件與相鄰物件的干涉，如管磨機(jī)的端蓋螺栓松動退出，會干涉基礎(chǔ)而振動，聯(lián)軸器的銷子退出會碰撞軸承座產(chǎn)生振動等，應(yīng)及時對螺栓、銷子復(fù)位，使其運(yùn)行在允許的空間內(nèi)。

　　3　結(jié)束語

　　設(shè)備的振動危害極大，不宜超過允許值的1.5倍，超過2倍必須處理，若控制不好，就會造成惡性事故，要慎重對待。對于振動來說，當(dāng)前的分析方法和測試的手段已經(jīng)相當(dāng)先進(jìn)，但在水泥行業(yè)尚未普及，望該文能對設(shè)備管理者起到拋磚引玉的作用。