罗茨风机振动测定_罗茨鼓风机

罗茨风机振动测定：罗茨风机振动分析及处理.doc

　　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 ）摘要通过对易门铜业有限公司ZO6500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。关键锦工 罗茨鼓风机 振动 故障1前言易门铜业有限公司ZO6500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3141KPa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3141KPa） 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10.912.611.313.211.813.512.815.113.217.2垂直7.58.87.79.47.99.88.511.59.212.51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3141KPa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平衡，对风机出口压力下降到2134KPa和升到3545KPa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3141KPa） 单位mm/s前轴承端后轴承端水平13.217.315.820.1垂直9..514.1轴向11.513.114.416.7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仅表面微熔，微熔层为0.050.1，基体热影响区一般为0.1.2,温升不超过80,激光加工后无热变形。且覆层组织致密,晶体小、无孔洞、无夹渣裂纹等缺陷。3.2修复过程修复工作委托昆钢联合激光公司进行，利用一台2KW的激光机，对所需修复部位进行手工熔覆修复。在修复中要求选用合理的熔铸金属，以保证修复部位的金属机械性能。在各部位激光修复后再进行金加工，然后对轴承配合部位进行耐磨层喷涂（钴基镍铬合金）。恢复到受损前的原始尺寸。修复后对转子作动平衡检验，剩余不平衡量左为10.05克、右为6.107克，检验合格（合格值为小于50克）。5月12日处理完装配试车各振动数据见表3，罗茨鼓风机振动大大降低，确保了设备安全正常运行。表三 （风机出口压力3141KPa） 单位mm/s前轴承端后轴承端水平9.211.310.512.1垂直6.8837.28.5轴向9.711.110.412.74结论4.1设备故障诊断技术是提高设备检修质量和效率的有效手段。4.2诊断测点及方向的选定对提高诊断的准确性有举足轻重的作用，监测测点应尽量地反映机器可能出现的各类故障信息。4.3机械设备振动故障形式多种多样，各不相同，原因是复杂和交错影响的，振动故障源也可能是多源头的，所以应综合采用多种监测技术和手段。4.4激光熔覆新技术加表面喷镀对大型风机轴修复经济、实用、可靠。

罗茨风机振动测定：罗茨风机轴振动在线监测的检测点设置

　　山东锦工有限公司是一家专业生产罗茨鼓风机、罗茨真空泵、回转风机等机械设备公司，位于有“铁匠之乡”之称的山东省章丘市相公镇，近年来，锦工致力于新产品的研发，新产品双油箱罗茨风机、水冷罗茨风机、油驱罗茨风机、低噪音罗茨风机，赢得了市场好评和认可。

　　罗茨风机是大型旋转型工业设备，转轴是其核心部件，由于转速高，负荷大，是故障易发区。一旦发生故障，将危及设备和附近工作人员的安全，并造成罗茨鼓风机损毁及整个生产流程的中断，带来巨大的经济损失。

　　振动是转轴故障的主要表现形式，在其故障发生初期，即可出现振动异常的情况。因此设置在线监测系统，对轴振动进行24小时监测，可及时发现故障，避免重大事故发生，减小事故危害性。

　　要保证监测系统的正常、高效的工作，检测点的正确设置就显得非常重要。选择最佳的测量点，并选用合适的测振动的传感器，才能够获取充足、可靠地设备运行状态信息，对转轴的运行状态进行正确判断。如果所得的检测信号不真实、不典型，或不能客观的、充分的显示设备的实际状态，那么整个监测系统的运行的可靠性将无法保证。

　　2振动的特征和测量部位

　　高炉罗茨风机是大型旋转型机械设备，它具有转速高、转速恒定、负荷相对平稳等特征，其转轴的振动具有以下特征：1.机组轴系只有两种转速，即低速轴系的电动机转速，和高速轴系的罗茨鼓风机转速，因此振动分析针对这两个轴系即可；2.罗茨风机是一种透平机械，它的工作介质为空气，正常工作时载荷平稳，因此正常工作状态下冲击振动较少；3.罗茨风机属于大功率设备，设备庞大，因此机组发生故障时，振动会表现出极强的非线性特征，一些振动故障用线性分析理论难于解释；4.罗茨风机振动受高炉工况影响较大，高炉工况波动较大时，会造成风机机组剧烈振动，甚至引发设备故障；5.由于工作转速在第一临界转速以上，当一些自激频率接近机组固有频率，会引起机组的自激振动。

　　转轴的线性振动数学模型为：

　　式中 k —— 整个支座的刚度系数，N/m；

　　c —— 系统阻尼， N/（m/s）；

　　m —— 转子质量，kg。

　　这是一个二阶常系数线性非齐次微分方程，其解由通解和特解两项组成，即：

　　式中 （1）为通解，对应衰减自由振动。

　　（2）为特解，对应稳态强迫振动。

　　衰减自由振动随时间推移迅速消失，而强迫振动则不受阻尼影响，是一种振动频率和激振力同频的振动。

　　风机机组的振动频率与转轴转动频率的关系十分密切，因此转动频率是设备故障诊断中很重要的一个参数。机组发生故障时，根据振动频率的高低，可以粗略地判断出故障的部位。

　　能造成机组转轴振动失稳的因素很多，如动压轴承失稳、密封失稳、动静摩擦失稳等，失稳具有突发性，往往会带来严重危害。机组的稳定性在很大程度上决定于滑动轴承的刚度和阻尼。当系统具有正阻尼时，对振动具有抑制作用，振动会逐渐减弱；当系统具有负阻尼时，则具有激振作用；系统阻尼为零时，系统处于稳定临界状态。

　　为保证尽早发现故障迹象，尽量避免故障停机造成的经济损失，必须正确选择测量部位，以获得客观、真实、充分的检测信息。

　　通过对风机系统的构成，工作特性的分析，故障易发区及故障表现形式的分析，可将风机转轴、变速箱、电动机转自转轴确定为重点监测部位。

　　3测量点的确定

　　当设备发生故障时，其往往以一定的状态表现出来，而这些状态又包含在特定的信号中，对设备进行状态监测主要是通过获取这些信号然后进行分析，从而确定设备的故障。而要正确及时的获取这些信息，必须通过安装在测量点的传感器来完成，因此测量点选择的正确与否，传感器的选择是否合适，关系到能否对设备故障做出正确的诊断。

　　确定测量点数量及方向时考虑了以下几方面：（1）应是设备振动的敏感点；（2）能对设备振动状态做出全面的描述；（3）应是离机械设备核心部位最近的关键点；（4）应是容易产生劣化现象的易损点；（5）不能对设备的原工作状态产生影响。

　　经过对监测要求、设备结构、安装维修等方面的考虑，确定测量点分布如图所示，对于高炉罗茨风机组，可以在风机转子轴径部位安装电涡流传感器，测量转子的轴振动；在电机侧安装键相传感器，测量转速；在变速箱、主电动机的轴承座部位安装加速度传感器，测量这些部位的振动加速度。

　　测轴振动是在一个平面内相互垂直的两个方向分别安装的两个涡流传感器，测转速的键相传感器也是涡流传感器，在电机的转轴上开出健相槽即可。

　　温度、油压等相关工艺参数的测量，风机制造厂家在出厂前已经设计安装好，无需另外设置。

　　涡流传感器选用美国本特利公司的3300 XL传感器（8mm 电涡流探头），加速度传感器选用美国PCB公司的产品，型号为608A11。将设备的振动信号检测出来后，经过抗干扰的延伸电缆，将信号传送至信号调理仪进行后续处理。

　　4结论

　　妥善设置各检测点，建立罗茨鼓风机在线监测系统，以达到监测设备运行，减少故障的目的。其所得各项数据信息，还可进一步传递到工控机，建立在线故障诊断系统，以达到了解设备的运行状态、预知故障、杜绝事故、延长设备运行周期、缩短维修时间、最大限度的发挥设备的生产潜力，节约成本的目的。

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罗茨风机振动测定：罗茨鼓风机振动标准值是多少？怎么测量风机震动？

　　发布：admin 时间：20-10-18

　　罗茨风机机器所允许的振动量有3种方式，这三种方式分别是振幅、震速和加速度。根据每个专业所规定的标准：

　　锻锤采用振幅和加速度作为允许值；而破碎机和电动机则采用振幅为允许值；压缩机和通风机在低转速时以振幅为控制标准，

　　中高转速时，罗茨风机则以振动速度为控制标准。

　　基础的高度满足构造要求，既保证螺栓埋件底部有足够混凝土保护层，坑底有一定厚度（保证强度）的条件下，应尽可能薄一些，这对于有水平扰力的压缩机和通风机基础可以较少扰力矩，使水平摇摆耦合振动产生的振幅降低。

　　离心鼓风机依靠旋转叶轮对气体的作用把电机的机械能传递给液体。由于离心鼓风机的作用,气体从叶轮进口流向出口的过程中, 其速度能(动能)和压力能都得到增加,被叶轮排出的气体经过压出室,大部分速度能转换成压力能,然后沿排出管路输送出去,这时,叶轮进口处因气体的排出而形成真空或低压,气体在大气压的作用下被压入叶轮的进口,于是旋转着的叶轮就连续不断地吸入和排出气体。

　　如果负载需要的是恒流量效果的情况时就用罗茨鼓风机。因为罗茨鼓风机属于恒流量风机，工作的主参数是风量，输出的压力随管道和负载的变化而变化，

　　风量变化很小。罗茨风机是一种高压风机，罗茨鼓风机为容积式风机，输送的风量与转数成比例，把气体由吸入的一侧输送到排出的一侧。如果负载需要的是恒压效果的情况时就用离心风机。

　　因为离心风机属于恒压风机，工作的主参数是风压，输出的风量随管道和负载的变化而变化，

　　风压变化不大。离心式风机，风压力不大。空气的压缩过程往往是通过几个工作叶轮在离心力的辅助下发挥作用的。离心风机拥有平方转矩的特性，而罗茨鼓风机基本上是具有恒转矩的特性。

罗茨风机振动测定：罗茨鼓风机振动（震动）问题大剖析（真的长知识！）

　　首先来说一下更新此篇文章的缘由，今天早上有位网友添加我好友，咨询关于振动的问题，该朋友用的是德国锦工的罗茨风机，但是罗茨风机的振动很大，没有找到原因，也没有找到合理的解决办法，我告诉他联系厂家进行修复，该网友说到这是刚修复过的，因甲方不同意该振动幅度，所以该网友也很焦虑，锦工风机小编还是建议其继续联系原厂家进行修复处理，因为德国锦工属于比较知名的罗茨风机企业，一台锦工罗茨风机在国内出售的价格较为昂贵，技术也不会差，如果是机器本身的问题，联系原厂进行维修会更好一些。罗茨鼓风机厂家

　　锦工风机小编了解到这样的情况之后，也查了很多资料，发现有很多网友也遇到过很多这样的问题，下面锦工风机小编将这些资料整理一下，然后分享出来，让大家涨涨姿势，也许以后会用得着。

　　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、地脚螺栓松动，主要表现在垂直方向振动较大。

　　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。

　　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。

　　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。

　　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。

　　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，二是振动大小与机组负荷无关。

　　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。

　　以上是罗茨鼓风机振动的一些原因，但是不是全部原因，引起罗茨鼓风机振动的原因有很多，不单单是几条能够完成的。锦工风机小编还和大家整理一些网友的讨论知识，也把这些给汇总了一下，看能否帮助到大家：

　　提问者说：型号：两叶的罗茨风机，型号RRE250，额定风压68kpa，电机直联传动，联轴器是弹性柱销套式。

　　问题：振动大不止一次了，上次因振动大，壳体、转子出现裂纹，直接返厂维修的，组装后厂家试车，出口压力到60kpa，振动速度为7.1mm/s。

　　现场情况：而回到现场后，把出口管路脱开直接排空，振动速度只有3.1mm/s。可出口加压到30kpa左右时，振动就到了临界值11.2mm/s（水平方向振动高），加压到50kpa时，水平方向振动速度就到了15mm/s。

　　附注：联轴器对中数据是符合标准的，基础也重新做过，比起厂家刚出厂时的基础要强多了。

　　请各位给分析分析原因，有没有碰到过类似的情况呢？

　　路人甲说：空载时，风机振动很小。随着负荷增大，振动也增大。这种现象，有可能是松动引起的，我讲的松动，不是地脚螺栓松动（这，可明显发现），而是配合松动，松动引起风机两个轴平行不对中，引发振动，即随负荷增大，振动增加。查一查与风机的轴承配合的轴，与轴承配合的孔的间隙。最主要的是：测一测振动频谱和振动相位，大家用频谱和相位为你分析风机产生振动故障真正原因。

　　提问者回答：修理过程都作过检查，包括配合间隙、轴承磨损情况和同步齿轮配合情况，也都符合标准啊。也看不到轴承跑外圈或跑内圈的情况。还有，在厂家试车时，排压上去之后也没有振动。到了现场反而不行了.接了像厂家试车时一样的试车管路也一样振动偏大。在风机振动是14mm/s时，基础水平振动大约在8mm/s，但垂直振速不是很高，又不像是基础刚性不足。现在是联系厂家，希望能给些指导了。

　　底座的地脚螺栓已经灌浆与基础一体了，而且底座是重新制作加固过的，比出厂所配底座要好多了。所以试到现在，也没有重点怀疑底座。今天按厂家的意见把橡胶波纹管拆掉，排气短管直接连风机排气法兰，然后试车到排压50kpa，风机振动速度降到了8mm/s！看来是橡胶波纹管有问题，现在准备把橡胶波纹管换到排气的消音器后面安装，再试试看。

　　路人乙说道：1、钢架比较单薄，按经验把钢架肚子里灌满。这个好像是自己焊接制造的吧。同时我注意到机器的宽度造成它的脚不在钢架的支架上，而在非常单薄的钢板上（下面空的）

　　2、作为风机，可以用橡胶管，但是管道必须固定死。我们不提倡用橡胶软管连接。罗茨风机出口压力还是有波动的哟。而且你照片中的管道根本没有固定，只有支撑、TAP块调节高度。

　　3、罗茨风机容易疏忽的是同步齿的啮合间隙、齿轮与轴连接处键槽的准确度决定了主副转子的相对90度角的准确。

　　注意到：根据你的震动数据，有共振的嫌疑。所以建议：1、灌满浆；2、管道硬连接；3、管道支撑尤其靠近风机的管道一定要固定死。

　　提问者回复道：硬连接时是合格的，指示罗茨风机允许硬连接么，不是都要加弹性接头缓冲么，不然管道热胀冷缩是不是对风机有影响。

　　根据这一系列的试车情况，我也感觉应该是基础有问题，后来没有对基础做修改，而是一直研究管道问题，先是做了大小头，降低出口的空气流速，试车振动超标；后来增加了4个立方的缓冲罐，接在风机后，打地脚螺栓固定，试车振动依然超标。现在准备再重新买台进口的，选到了锦工的三叶风机，人家的风机就宣称不需要地脚螺栓，整个机组直接放在混凝土水泥地面上就可以了。

　　除了基础可能有问题外，还感觉国产的双叶罗茨风机在刚性设计上还是有问题，我们的风机是厂家RRE250系列里风量和风压最大的，可能刚度不好。

　　路人丙说道：检查一下轴向窜量，我刚解决过一个一个类似的问题，如前面的路人说的一样，如果你不参与检修，发现原因可能很困难。我解决的一个问题就是我自己亲自测绘并计算，彻底解决了10年的一个老问题。

　　根据叙述，我猜测的原因，你的轴向窜量可能有问题，你的轴承定位不好，在运转时，随着压力的增大，你的振动烈度必然随着出口压力的增大而增大。你从轴承座开始一步一步的测绘，将两轴承的定位余量留出0.1mm左右，当然根据你的现场物料的温度确定，查查看看，应该可以解决问题。

　　认认真真读完这篇文章，我能够从中发现很多有用的知识，如果您有罗茨鼓风机维修的问题，或者有采购风机的问题，可以联系我们的官方客服热线

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