风机基础地脚松动和叶轮积灰的振动表现不同
地脚松动时,机器和基础之间有相对错动,振动里夹着冲击和成倍的频率。叶轮积灰则是随转子转动的不平衡,振动集中在转速频率上,相位也稳定。

积灰是随转子转的不平衡
叶轮上的积灰如果不是均匀一层,就会在某一角度留下偏重。偏重随叶轮一起旋转,每转对轴承施加一次离心力,振动的主要频率就是转速频率,方向以径向为主。相位稳定,因为重的那一侧始终对着叶轮上的同一位置。转速升高时这份离心力增加得很明显,振动随之加重。这是质量分布问题,机壳和基础本身并没有松动。
灰层在运行中还会继续粘上或突然甩掉一块。粘上时振幅缓慢爬升,甩掉时振幅突然掉下一截,相位也可能跟着变。这种跳变发生在积灰工况,清灰或冲洗之后振动应明显下降。下降如果能保持,说明激振来自叶轮上的灰,而不是地脚。两侧轴承的振动大小可以不同,但频率仍是同一个转速频率,相位关系沿轴是稳定的。
均匀积灰只增加叶轮重量,不产生旋转偏重,振动不会因此明显上升。只有灰层厚薄不均、或一块灰贴在轮盘一侧时,才构成不平衡。所以看到叶轮里有灰,还要看灰是不是对称。对称的薄灰层可以让风机流量略降,振动却仍然正常。把一切振动都归成积灰,会漏掉真正松动的地脚。
积灰不平衡的波形比较接近正弦,每个转动周期重复一次,没有明显的撞击尖峰。轴承座与机脚、机脚与基础,摸起来是一起动的,接缝处没有反复张合。把传感器分别放在机脚和基础上,两者读数接近。读数接近说明连接还是一体,激振在叶轮上,拧紧螺栓不会使这股振动消失。
松动是机脚和基础的错动
地脚螺栓松动或垫铁不实以后,机脚和基础之间出现间隙。转子每转过来,不平衡力或气流力把机脚抬起又放下,接缝处产生撞击。振动波形里能看到尖峰,不只是平滑的正弦。频谱上除了转速频率,还会出现两倍、三倍转速频率,因为撞击不是单纯的旋转偏重。振幅忽大忽小,哪一只地脚最松,哪一个方向的振动就特别大。
这种振动对清灰没有反应。叶轮洗干净以后,转速频率的那一部分可能略降,撞击和倍频还在。把松动的螺栓拧紧、垫铁垫实之后,撞击消失,振幅马上稳定下来。拧紧有效、清灰无效,就可以把地脚松动从积灰里分出来。反过来,清灰有效、拧紧几乎无变化,则是叶轮偏重。两个手段各治一种激振,不能互相代替。
地脚松动常伴有眼见的迹象。螺母下面有锈粉或亮印,灌浆开裂,停机后用撬棍能把机脚略微撬动,运行中接缝处有时能看见微微张合。积灰不平衡没有这些基础痕迹,要打开叶轮盖才能看到灰块。先看基础再拆叶轮,可以少走弯路。两者也可能同时存在,拧紧之后若仍留下稳定的转速频率振动,剩下的那一部分才用清灰去解释。
不对中和轴承损坏会把问题带向别的频率。联轴器不对中时轴向振动突出,两倍转速频率明显,地脚并不松,叶轮也可以是干净的。轴承滚道损伤时会出现不随转速成简单整数倍、而随滚道几何变化的高频,听感发尖。地脚松动的倍频是转速的整数倍,并且伴随机脚与基础的相对运动。频率类型加上相对运动的位置,才能避免把松动、不对中和积灰混成一种振动偏大。
转速变化时两者的走向也不同。积灰不平衡随着转速升高迅速加重,降速后很快减轻。地脚松动在某个转速以上才开始撞击,一旦撞击发生,振幅随转速的变化不规则,有时降速后撞击仍在。做一次降速,看振动是平滑减退还是突然不再撞击,就能辅助判断。降速时负荷和挡板会变,只能作为旁证,确认仍要靠清灰和拧紧的结果。
温度升高后机壳和基础膨胀不一致,也可能把原本紧的地脚顶松,振动在热态才出现。这仍然是松动,因为热态下机脚与基础出现了相对位移,冷态拧紧的螺栓到热态预紧力不够。积灰振动则冷热态只要灰还在就会存在,不一定等到温度升高。记录振动出现时是冷态还是热态,再决定是热态复查地脚,还是停机查叶轮灰层。热态才有的撞击,用冷态的振动合格不能否定。