一種典型的基礎剛性不足引發(fā)機組振動的故障診斷

1、一種典型的基礎剛性不足引發(fā)機組振動的故障診斷羅偉，趙林芳，施建忠（江蘇永鋼集團機動處，江蘇張家港215628）摘 要：通過對機組進行振動監(jiān)測，采用頻譜分析技術進行故障診斷，并制定解決方案，采取相應措施解決了一例典型的基礎剛性不足引發(fā)機組振動的故障。關 鍵 詞：電機；振動；剛性；頻率；故障1 前言江蘇永鋼集團是大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，年煉鋼、軋鋼能力680萬t。大型旋轉設備作為生產的關鍵設備，一直是公司設備管理的重中之重。公司共有大型高壓、直流電動機400余臺均能實現(xiàn)精密點檢，開展設備狀態(tài)分析與故障診斷工作。但是，隨著近年來公司跨越式的發(fā)展，新建項目逐步增多，大型旋轉設備的設計、安裝質量問題也偶有發(fā)生

2、。2 機組故障情況該公司燒結三廠新建300m2帶燒生產線一條，其中二次混料機為高壓電機經液力耦合器調速驅動齒輪箱帶動混料滾筒轉動，實現(xiàn)將配料均勻混合的生產過程。該機組具有轉動慣量大、負荷重、轉矩大等特點。從2011年12月11日開始，發(fā)現(xiàn)該分廠二次混料機高壓電機非負載側和負載側垂直徑向振動發(fā)生突變，振動數(shù)值快速上升并嚴重超標，嚴重影響了設備的正常運行。3 診斷過程（1）、設備參數(shù)及測點布置圖電機型號：YKK560-6，電機編號560Y1020624,功率800kW，轉數(shù)986r/min，測點布置見圖1。（2）數(shù)據采集該電機12月3日與12日的振動數(shù)據如表1所示（注：1 Av代表非負載側軸向振動

3、速度，1 Hv代表非負載側水平徑向振動速度，1 Vv代表非負載側垂直徑向振動速度）。（3）數(shù)據分析由表1數(shù)據可以看出該機組負載側振動較大，特別是負載側垂直徑向振動嚴重超標，而且從12月3日到12日之間有一個明顯的上升趨勢。其時域波形圖如圖2所示，頻譜圖如圖3所示。由圖2可以看出在波峰A至波峰B之間存在較為明顯的單一方向的振動能量，且峰峰間距均為16.25 Hz（即1×r/min，轉頻成分）。對應的頻譜圖顯示最大振動幅值在49.375 Hz處，達7.02 mm/s，整個譜圖存在較為明顯的3倍頻成分，且垂直方向振動明顯大于軸向和水平，說明存在松動和剛性不足的可能。對現(xiàn)場進行仔細勘察，發(fā)現(xiàn)

4、該機組存在安裝不規(guī)范的現(xiàn)象。電機負載側底座沿轉軸方向已有約300 mm安裝在混凝土基礎外，電機底座懸空加之混凝土基礎與電機底座之間結合不緊密，存在松動現(xiàn)象，整個電機底板垂直方向有明顯振感。對機組振動進行建模并加以分析，機組振動數(shù)學模型為：該系統(tǒng)中系統(tǒng)輸入x（t）為代表激振力，系統(tǒng)輸出為y（t）代表振動響應，則系統(tǒng)傳遞函數(shù)h（）就代表機組的安裝基礎剛性、支撐方式等中間變量。由于該系統(tǒng)滿足線性系統(tǒng)可加性和齊次性，則頻譜圖顯示在該機組在振動突變前后動態(tài)不平衡力沒有發(fā)生突變，說明在本系統(tǒng)中，不存在較大激振力變化的出現(xiàn)（系統(tǒng)輸入沒有變化），振動響應產生變化的原因是由于系統(tǒng)傳遞函數(shù)發(fā)生了變化。同理，我們可

5、以通過改變系統(tǒng)傳遞函數(shù)的方法來改變系統(tǒng)輸出（振動響應）。綜合以上現(xiàn)象，借助頻譜分析我們認為導致該電機振動突然增大的原因是由于電機底腳懸空，剛性不足，長期振動導致基礎出現(xiàn)松動。（4）整改對策為了保證機組的正常運行，我們建議燒結三廠利用停機檢修的時機對該機組進行以下處理：緊固電機地角螺栓，消除電機底角松動的現(xiàn)象；由于受目前生產節(jié)奏的限制，臨時對該機組電機底板進行焊接加固，加焊肋板，并對電機底座增加支撐，提高基礎的剛性（機組安裝基礎如圖4、5示）。待大修時，對機組安裝基礎進行整體灌漿處理，以穩(wěn)固提高基礎剛性，從根本上解決該機組振動問題。12月14日該機組再次開機運行時振動數(shù)據如表2所示），各方向振動值均大幅度下降。底座加固后的振動頻譜如圖6示。由整改后的頻譜圖可以看出加固后主要限制住了3×r/min成分的振動能量，3×r/min成分振動幅值從7.02 mm/s下降至0.82 mm/s，整個機組運行狀況有了較大改善，我們的整改對策取得良好的效果。4 結論應用振動頻譜分析技術對機組運行情況進行測試、采集并分析，我們發(fā)