王占光
（焦作坚固水泥有限公司）

　　设备的稳定运行是生产的基础，振动不仅有损设备寿命，其无功消耗也是企业效益的直接损失。规模相同、产能相同的企业，却效益不同，这与稳定运行密不可分。所以降低振动，减小无功消耗，意义重大。随着科技的进步，测振元件已广泛应用于水泥行业，对水泥设备的监护和稳定运行起到了积极的作用，也为振动的分析提供了依据。本文通过对振动特征的分析，阐述振动的识别与处理方法，与同行们交流。

　　1　设备振动源

　　1.1　来自支撑方面的振动

　　支撑的振动主要来自于轴承的损坏、设备机座刚度的不足和松动。当轴承的内外套及滚动体出现点蚀剥落时，伴随振动发出的响声连续、闷长且残破，有明显的压溃感，垂直方向振动较大；轴承内外套或滚动体断裂，在滚动体通过裂缝瞬间时，产生冲击振动，发出响声较大，残破脆短，裂缝径向振动大；若异物卡入轴承内，不但引起振动，还发出尖叫声，若异物停留在滚道内形成垫层，滚动体通过该处时产生振动，响声发闷且有阻力感，垫层的径向振动大，若异物随轴承运转会发出摩擦声，听到轴承内发出摩擦、尖叫声，应是保持架故障；轴承与轴不同心时，轴向振动大，响声时轻时重，比较规律；正常磨损的轴承，若游隙过大，振动会明显增加，振动以垂直方向为主。对于滑动轴承，无声无振，但轴与瓦间隙过大时，因润滑油的涡动，会产生振动，振动表现在垂直方向，还有一种情况是，回转体轴向定位不好时，来回串动，磕碰瓦裙产生轴向振动。设备机座刚度不足时，设备颤动量大，左右晃动，振动值与方向不稳；若机座松动，当松动的程度还未影响到安装精度时，垂直方向振动增大。

　　1.2　动力传递过程引起的振动

　　水泥行业的动力传递以齿轮、皮带、联轴器等为主，振动也由此产生。正常的齿轮传动，啮合响声比较均匀，振动也比较稳定，但在轴承、齿轮、轴、键等出现问题时，重叠系数减小，啮合精度降低，便会产生冲击振动，发出噪音。我厂一台人字齿轮减速机，曾出现断齿事故，断掉部分约占总长度的40%，产生周期性响声和振动，直到更换为止。轴承损坏时，齿轮啮合不稳定，撞击声不断，直齿轮水平、垂直方向振动值增大，斜齿轮轴向增大；键切或键松动时，出现不正常啮合，冲击频次较低，转数不稳，振动在垂直、水平方向增大；齿轮出现点蚀，噪音振动增大，直齿轮振动以垂直方向为主，斜齿轮以轴向为主；断齿时冲击沉重，频率与转速相关，垂振值很大；轴弯时齿轮响声，时轻时重比较规律，频率与转速一致，振动以水平方向为大。皮带传动中的振动以皮带的松紧、轴承的损坏引起的振动比较典型，皮带过松时，引起振动，转速不稳，皮带上下抖动，发出拍打声，振动方向在量皮带轮的连线上；轴承损坏时，除了以上特征外，伴随有轴承异常响声和振动。传动中常见又突出的振动，是联轴器，由于同轴度不好，运转时产生扰动，轴向振动大。

　　1.3　回转体不平衡引起的振动

　　设备回转体的不平衡，多由不均匀粘灰、不均匀磨损、轴弯、配重块的松动或脱落等引起，但无论是哪一种原因引起的不平衡，反映在设备水平方向上的振动都会增大，其振动方向、大小规律、稳定，只是轴弯后振值会逐日增大，因为轴弯后，会越来越弯；粘灰引起的不平衡振动，因有时会脱落，表现出今日振，明日或许不振；当支撑回转体的轴承出现跑圈时，定心功能消退，会引起类似不平衡一样的振动；当轴承外套与轴承座配合间隙较大时，轴承内外套、外套与轴承座会出现歪斜，轴承游隙会固定在某一个方向，运转起来一边费劲，一边轻松，产生轴向振动，轴承响声不均匀。

　　1.4　松动引起的振动

设备的振动与紧固件的松动密切相关，地脚螺栓松动时，对振动的阻尼作用降低，设备出现颠簸，振动参数不稳定，设备内部紧固件或部件的松动，多伴随有较为异常的响声。若松动引起不平衡，水平振动增大；若松动引起定位失效，发生在轴向，则轴向振动大，发生在径向，则水平、垂直方向振动增大；若松动引起了干涉，会产生撞击声，振动增大表现在干涉方向。轴承座的松动，振动特征表现在垂直方向。

　　1.5　生产系统不稳定引起设备振动

　　生产系统不稳也是设备振动的原因之一。立磨在料床不稳时会产生振动，振动的方向反映在机架上以垂直为主，水平方向次之；预热器系统的塌料，会造成高温风机的暂时不平衡，引起水平方向振动；回转窑结蛋时，会对基础造成低频颠簸，窑皮的不均匀垮落会使筒体弯曲，影响传动产生振动，转到凸出的地方时，发出沉闷的根切响声，水平方向振动大，转到凹进去的地方时，发出敲击声，垂直方向振动大。

　　1.6　干涉引起的振动

　　设备部件的干涉，如减速机、罗茨风机内部有多个运转部件，一旦内部部件定位失效，运转间隙发生变化，运转部件之间就会发生碰撞或摩擦干涉，产生振动，振动的方向与冲击方向相同。

　　2　设备振动的处理

　　2.1　设备支撑引起的振动处理

　　在运行中，发现设备晃动或振动，应检查设备地脚螺栓是否松动，若有松动，必须进行紧固。若不能紧固，有可能是地脚螺栓断裂或被拔出，须对地脚螺栓进行再生根处理；若发现二次灌浆层开裂，垫铁松动，应将垫铁打紧，进行紧固，打紧过程须认真观察，避免机座产生变形；紧固中若出现较硬冲击，且伴随着紧固，振动加剧，应松开该螺栓，逐步紧固其它螺栓，其它螺栓紧固完毕，再紧固该螺栓，紧固前先将机座与设备之间塞实。例如我厂的煤磨收尘风机电机，在对电机和风机联轴器找正后，紧固电机地脚螺栓，并穿上销子，盘车时发现阻力不均，开机时轴向振动较大，检查联轴器对中，偏差较大；松开电机地脚螺栓检查，发现电机一脚与机座接触不实，后按以上方法处理后，试机运行正常。

　　对于支撑设备回转体的轴承，若出现如前1.1所述的响声和振动特征，可以判断轴承已经损坏，必须做维修更换处理。检修期间，若发现轴与轴承跑圈，可在轴承内套与轴之间填充金属胶粘结，我厂的小型轴承多采用该方法，效果良好。但采用胶粘时需先测量轴承内套与轴的间隙，选择合适的金属粘结剂。对于外套与轴承座之间的跑圈，可加垫片固持。为了保证设备的精确运行，建议高转速轴承，其游隙达到原始游隙的2倍时、一般转速轴承游隙达到原始游隙的3倍时、低转速轴承游隙达到原始游隙的5倍时，在检修时应予更换。我厂基本采用这项原则，既保证设备有效运转，也不浪费。该项内容获得中国设备管理学会二等创新奖。对于滑动轴承，当瓦与轴的间隙大于原配合间隙的3倍时，应通过调节两瓦口结合面的高低，即降低瓦口的中心高，缩小间隙。

　　2.2　传动引起的振动处理

　　传动引起的振动形式较多，齿轮箱内产生的冲击振动，首先要根据振动的方向、冲击的响声，进行一一的分析，判断产生振动的原因。轴承损坏产生的振动和响声频率较高，振动的方向和响声显得杂乱，振动参数也不稳定，再者，损坏的轴承一般都有较大的压溃、破裂响声，振动也较大。若遇此类情况，可根据响声的轻重，振动的大小，判断轴承损坏的形式，找出损坏的轴承，并按2.1方法做更换处理。若齿轮箱内发出的响声节奏明显，与某级转速同步，振动也与转速同步，可判定该级齿轮可能出现了以下故障，如齿面点蚀、断齿或局部断裂、齿轮轴弯曲、齿面变形、齿面沾有异物等，若齿轮啮合钢音不连续，应属齿面点蚀，可对点蚀面进行修研，增加润滑油的粘度维持运转；若冲击噪声很大，很难听到啮合钢音，振动强烈，应属断齿或局部断裂，还有就是齿面沾有异物或齿轮轴弯曲严重，必须停机做换轴、换齿轮处理，若是轮齿变形或齿面沾有异物，清除异物或进行齿形修正即可。我厂煤磨减速机曾出现过齿轮断角故障，断角碎屑又遭到齿轮挤压，不但造成轮齿齿向变形，还使齿面出现麻坑，引起振动和不均匀啮合声，经齿向研磨和齿面打磨后，再把润滑油的粘度提高了一个档次，振动值恢复了正常。

若齿轮箱内冲击较大转速不稳，甚至没有输出，多属齿轮与轴之间的键松动、键被切之类的故障，重新配键即可。处理期间须注意，平键靠侧面应当配合紧密，钩头键顶面必须打紧。我厂有一台边缘传动管磨机的小齿轮，就是采用钩头键与轴联接，曾出现过该类故障，顶面打紧后不稳定情况消除。开式齿轮传动的振动特征与齿轮箱基本相同，如大窑的弯曲就与轴的弯曲产生的结果一样，只是可以改变中心距来消除振动。另外，在齿轮传动的安装或维修过程中，应使齿面中部接触，不然齿轮易挂角打齿。开式齿轮还要弥补运转中大小齿轮中心距的变化，如窑在热态时，由于轮带的热涨使中心距扩大，齿轮的啮合精度下降，造成磨损过快等不利影响。

　　皮带传动中，除了轴承、机架松动影响外，皮带的松紧对设备的振动影响较大，当发现皮带跳动，检查若无其他问题时，可以直接对皮带进行张紧，消除振动；但不可过紧，否则会造成轴承发热，当发现运行轴承温升＞40℃，说明皮带过紧，若＜40℃，且运行稳定，说明松紧合适。另外皮带在运行中会不断延伸，要经常检查张紧。

　　联轴器是动力与负载联系的桥梁，它引起的振动主要反映在轴向，所以设备产生轴向振动，可认为是联轴器对中出了问题，重新找正即可。在此提醒找正时要预防机座变形，对主机的伤害。找正过程，一定要按标准进行，还要注意销子不可过紧。例如某厂的多级离心水泵，没有注意类似问题，销子太紧，以致于拉跑了电机转子，造成轴承发热，Z后还是先在联轴器的轴向间隙内夹了一个厚度适中的铁块，保证在紧固销子时，两侧轴承不受影响，才解决了问题。

　　2.3　不平衡引起振动的处理

　　设备中的回转体在设计过程中都做过极限转速的校核，避免工作转速与回转体固有频率的倍数重叠引起共振；也对回转体的平衡精度做出要求，所以该文所述的不平衡，是指设备在工作过程中，因遭到不均匀磨损、不均匀沾灰以及轴弯等情况下产生的不平衡。此类振动以水平方向为主。处理方法是若发现回转体上有沾灰现象，把沾灰清理干净即可消除振动；若发现不均匀磨损或轴弯，要修补磨损部位，再做动平衡试验，以消除振动。我厂高温风机在一段时间内，多次出现水平方向的振动，经检查为叶片上存在不均匀粘灰，一清就好，开机时间不长又粘灰振动，Z后查出生料中铁的含量不适当，改变配料后粘灰振动消除。另外盘车时，若回转体部位总停在固定的位置，说明不平衡量较大，必须做不平衡试验进行校正；再者，若水平振动值超过允许值的两倍以上，也必须进行再平衡校验。如高温风机、循环风机、余风风机、管磨机等设备，工作温度很高，会产生热胀冷缩，必须给自由端轴承留有足够的串动空间，同时保证轴承与轴承座接触面相对光滑。我厂的高温风机曾出现过类似问题，就是自由端轴承座内孔地面出现了压痕，由于轴不能自由伸长，导致轴承发热，一度造成固定端轴承发热，产生轴承内圈与轴相对转动，把轴磨细，使轴承失去了定心作用，从而产生水平方向的振动，表现的形式为有时振动，有时不振动，振动往往在负荷调整后，也听不到轴承滚动体的转动响声，多次做平衡校验，也未能消除振动，后经打磨轴承座，解决了问题。不过回转体的零部件及配重块的松动脱落，也会使设备产生不平衡振动，表现为振动不稳定，伴随有拍打声，如齿轮箱中零部件的松动、风机叶轮上挂有异物等，此类响声在开停机过程中表现更为突出，处理方法是对零部件复位紧固、去掉异物。

　　2.4　松动引起振动的处理

　　松动引起的振动以垂直方向为特征的振动，一般是固定螺栓拉长、退扣等原因引起，适当紧固即可。如轴承座的合口螺栓松动、单机设备地脚螺栓松动等。若发现轴承游隙增大较多，可以对轴承做更换处理；以轴向振动为特征的振动，多属地脚螺栓松动引起的设备对中超差所致，找出松动部位并找正紧固即可，如联轴器等；还有以水平方向为特征的振动，它是松动引起回转体的不平衡所致，应照原位恢复紧固松动部件，若恢复困难，要在紧固后进行动平衡试验，消除不平衡量，特别是回转体的配重块；还有齿轮的径向力产生的水平振动，可根据齿轮传动引起振动的特征一一分析，查出原因，并按前述方法进行处理。

　　2.5　生产系统造成设备振动的处理

　　生产系统故障能使设备产生剧烈振动，在水泥行业以高温风机和立磨比较典型。当系统塌料时，往往引起高温风机的水平振动。处理方法是要稳定系统，使风料比适中，防止气料在非分离区内分离塌料；其二是消除死角，使物料无处沉积，实现分散排出。此类事故在水泥行业不乏其例。我厂在相当一段时间内就经常出现类似故障，并使系统跳停，影响生产，按以上方法处理后得到了缓解。立磨的振动反映在料床不稳的时候较多，操作时可以通过稳定来料、粒度及清除坚硬异物等措施缓解振动。我厂曾出现过因通风不足，引起磨内被带起的物料突然塌下，造成料床不稳和砂岩中含有较多铁块而振动。回转窑因筒体弯曲，挂窑头窑尾密封产生振动，若遇此类情况，当采取措施尽快使窑伸直。

　　2.6　相互干涉产生振动的处理

　　相互干涉引起的振动，有的在设备内部，有的在设备外部，有的在运转部件之间，有的在运转部件与静止部件之间。如风机进风口与叶轮的摩擦时，应当修理进风口，消除其对叶轮的干涉。无壳体设备或部件与相邻物件的干涉，如管磨机的端盖螺栓松动退出，会干涉基础而振动，联轴器的销子退出会碰撞轴承座产生振动等，应及时对螺栓、销子复位，使其运行在允许的空间内。

　　3　结束语

　　设备的振动危害极大，不宜超过允许值的1.5倍，超过2倍必须处理，若控制不好，就会造成恶性事故，要慎重对待。对于振动来说，当前的分析方法和测试的手段已经相当先进，但在水泥行业尚未普及，望该文能对设备管理者起到抛砖引玉的作用。