沉降式離心分離機振動故障的分析與處理

 摘 要 介紹了簡易振動診斷技術在離心脫水機振動故障診斷中的應用及效果。 
        在污水處理廠的污泥脫水處理工藝中，目前均趨向于使用沉降式離心脫水機。而振動則是離心脫水機的主要故障形式。白沙門污水處理廠所使用的是三臺Alfalava AVNX4555型沉降式離心脫水機，轉筒轉速為3000r/min，電機功率為37kW。為保證正常生產運行，使用903型數采器對離心機進行振動狀態監測與故障診斷分析。脫水機測點布置見圖1。

圖1

        采用相對判定標準，即對同一臺設備，在同一部位定期進行參數測定，以正常狀態下的測定值作為原始值，按時間先后的實測值與該值進行比較判定。經過三年多的振動狀態監測，發現速度參數是離心脫水機的敏感參數，運用這一參數很容易發現癥結所在。同時參考了日本的經驗，即異常發生時的振動值≥1.6X初始值，取得了非常好的效果。 
        一、振動現象及分析 
        2004年7月25日例行振動狀態監測發現離心機A有異常振動，對此加強了監測，表1中處理前數值為2004年8月6日的巡檢數據。由表中數據可看出，振動速度值已達或接近16mm/s（此例初始值為l0mm/s )，而且水平方向振值比垂直方向略大，位移值亦相應升高。 
        對兩軸承（電機端為NUP218E CM/C4型，變速箱端為W29RNU1020M/C3型）采用振動速度值結合峭度值進行綜合診斷。振動速度值均達到或接近標準，但峭度值沒有超標（電機端2.032≤3，變速箱端2.460≤3)。同時功率譜與幅值譜表明除了不平衡引起的基頻（50Hz）突出外，并無軸承故障特征頻率突出，高頻段分析亦表明軸承無故障存在。為此排除了軸承故障的可能。分析變速箱端測點功率譜圖（圖2)，發現除基頻突出外，加速度值為25.09g2，2X倍頻更為突出達49.72g2，呈現了典型的平行不對中特征。為了進一步證實，對設備進行了不同速度時的譜圖分析，因為不對中引起的振動情況下，機器的轉速對振動影響不大。結果表明轉速確實對振動影響不大。故初步認為機器的振動是由于帶輪平行不對中（帶槽錯位）引起的。

表1







圖2 功率譜分析 

       

        另外，還發現變速箱端軸承倒頻譜圖（圖3)上除了倒頻率q=20.1ms（基頻49.8Hz）成分明顯外，還存在q=40.4ms（0.5×基頻）突出，呈現了松動特征。因為其他松動的可能已排除，根據以往的維修經驗，認為可能與軸承的配合松動有關。

 

圖3 倒頻譜分析 

        二、故障處理 
        1.拆機檢查，發現變速箱端軸承內圈與軸頸配合面出現了大面積的銹蝕，這是由于配合面的松動引發的銹蝕。對軸頸與內圈的配合公差進行調整，按φ100k6 對軸頸采用了熱噴涂處理。 
        2.安裝時嚴格控制兩帶輪帶槽對帶槽的平行對正。
裝機運行，并進行檢測，結果明顯好轉，見表1中的處理后數值。變速箱端軸承功率譜圖與倒頻譜圖如圖4、圖5所示，顯然，各點振動速度值已降低達正常，功率譜圖表明基頻成分與2X倍頻成分下降明顯，倒頻譜圖表明q=18.2ms（基頻55Hz) 下降明顯，0.5X倍頻成分甚至消失。

圖4 功率譜分析

圖5 倒頻譜分析 

        三、總結 
        1．離心脫水機由于處理介質污泥在轉筒里的分布不均勻，制造、安裝誤差等會引起轉子的不平衡，所以正常運行時總存在某種程度的振動。 
        2．配合部位的松動會加大不對中、不平衡振動量，此時機器對其他干擾的反映很敏感，使頻率結構變得復雜，應綜合分析各種信息才能作出準確的判斷。