通风机振动原因分析及减振方法研究

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振动问题一直是困扰风机制造行业的难题之一,它不仅对风机运转、环境(噪音)、安全产生重要影响,而且与风机的使用寿命有直接关系,随着风机逐渐向高速、高效、低噪、小型化发展,对风机的振动要求更高,这一问题更显突出。本论文以某公司生产的BL**-1风机振动故障为例,总结归纳常规通风机振动故障分析解决的经验,结合国内外通风机振动分析领域的最新进展,通过对风机叶轮、风机装配、电机/传动、风机结构、气流/风道五个方面,对此风机的振动原因进行系统、科学性的分析,找出根本原因并制定相应解决方案。为了解决BL**-1风机振动问题,选取一台振动故障样例风机,对其进行外观、尺寸、重量、部件拆解、运转、动平衡等多项检测分析,汇总检测结果与振动特征;建立样例风机振动因素故障树图表,通过多种检测试验、建模ANSYS有限元分析、至样例风机使用现场调研分析,结合拆解故障样例风机的数据,将故障树中振动的因素进行一一排除。在分析过程中,重点研究叶轮不平衡振动因素及风机系统结构强度对振动的影响。使用因果分析法,找出风机振动的主要原因是叶轮不平衡与风机整体系统刚度不足。造成叶轮不平衡的主要因素一方面是动平衡机精度不足,以及装配过程中的野蛮操作,另一方面是风机在长时间使用过程中叶轮积灰严重,使转子失衡;其次,风机安装的牵引变流器箱体局部刚度弱,对风机的平衡精度要求高,原样例风机的平衡精度与之不匹配,这也是造成风机振动的主因之一。此外,风机振动超差,长时间运转,影响电机与叶轮,造成轴承损坏、叶轮连接部件损伤,反过来又进一步加剧了风机振动。针对BL**-1风机振动相关因素制定解决方案:更换平衡精度更高的申克动平衡机以提升叶轮平衡精度;将敲击调节套改为热装以避免锤击损伤;使用带压力显示的液压拉马安装叶轮,避免安装压力过大造成轴孔损伤;制作新的立式安装振动测试支架,模拟风机使用安装方式;对风机支撑结构进行加强,在支架两侧对称焊接一根直径18mm的圆钢,以提高支架刚度,降低风机系统对平衡精度的需求。最后,使用ANSYS有限元软件,对改进后的BL**-1风机进行整机结构强度计算及有限元分析,证明结构强度及模态皆可满足设计要求;使用苏试综合试验台中的振动试验台对一台改进后的BL**-1进行扫频测试,验证在规定频率范围内无发生共振;从执行振动解决方案后生产的BL**-1风机中选取198台作为验证风机,对其进行振动测试,合格率100%,以证明解决方案对出厂风机有效;在庞巴迪现场,随机选取56台改进后出厂的BL**-1风机进行振动测试,其振动一次合格率为98.21%,排查异常情况后,振动测试通过率也达到100%,证明振动解决方案对庞巴迪使用现场有效。以上数据最终证明本论文对BL**-1风机振动原因分析正确,针对振动原因制定的减振方法可行、有效,此风机的振动问题已解决。
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