中圖分類號：TH165⁺.3　　 文獻標識碼：B　　 文章編號：1004-4620（2005）04-0055-01

　　濟南鋼鐵集團總公司第二動力廠（簡稱濟鋼第二動力廠）1500m³/h制氧機，自2000年10月份檢修投用后，出現了較大的異音。該設備地位重要，轉速又很高（最高轉子轉速達16400r/min），一旦出現事故，后果將非常嚴重。經過三次綜合振動測試、分析，找到了油膜渦動隱患，保證了制氧機的安全運行。

1 設備概況

　　1500m³/h制氧機為20世紀70年代日本產4級增壓式離心空壓機，設備簡圖見圖1。其中，電動機功率為1100kW，轉速1470r/min，增速機主動齒輪和兩個從動齒輪的齒數分別為335、38、30個，空壓機三根轉軸全部為動壓式滑動軸承支承。

圖1 空壓機設備簡圖
1、2、3、4分別為空壓機的4個葉輪

　　根據電機轉速，計算其軸頻為24.5Hz，齒輪嚙合頻率為8207.5Hz，1^#～2^#轉子軸頻約為216Hz，3^#～4^#轉子軸頻約為273.6Hz。

2 測試與分析

　　應用振通904振動分析儀對制氧機進行了第一次振動測試。經對增速機輸入瓦座及4個葉輪瓦進行振動測試，發現振動值均不很高（小于2.2mm/s），其中3^#葉輪軸承振動稍大，所以以3^#葉輪作為研究對象，其振動值見表1中“第一次測試”。

表1 3^#葉輪軸瓦振動值 mm/s

　　按照 ISO 3945標準，第一次測試振動值均處于“良”區。
　　對3^#葉輪瓦座水平徑向進行了振動頻譜采集，得到如圖2所示的譜圖，分析發現：
　　（1）三個轉子對應的軸頻24.5、216、273.6Hz幅值均不是很高，也未發現各自的倍頻成分，所以認為各轉子不平衡、不對中故障很輕微；
　　（2）頻譜基本看不到譜底噪聲，因此判斷齒輪沒有剝落、點蝕現象；
　　（3）頻譜中沒有低于各軸頻的密集的低頻沖擊成分，證明系統未出現松動、裂紋故障；
　　（4）譜圖中峰值位于第二位的104Hz譜線是一較特殊的頻率成分，不代表上述各種故障。但根據3^#葉輪的軸頻216Hz可計算出，104Hz約為216Hz的0.48倍。根據渦動理論，轉軸的渦動頻率約為旋轉頻率的0.4～0.49倍，104Hz正好在渦動頻率的范圍內。

圖2 排除故障前3#軸瓦水平徑向振動頻譜

　　在排除了上述各種故障可能性后，得出診斷結論：3^#葉輪軸存在油膜渦動故障。

3 故障排除

　　結論得出后，一方面做停機檢修前的物資準備，另一方面設專人進行監護運行，每小時測一次振動。但由于油膜渦動很容易導致油膜振蕩，所以必須盡快消除該隱患。
　　制氧機運行至生產資源及準備條件具備，可以停機檢修時，在停機前進行了第二次測試，測試數據見表1中“第二次測試”，與第一次測試比較幾乎沒有變化。
　　測試完畢隨即停機，經解體檢查發現：增速箱3個齒輪完好；4個葉輪完好；各軸瓦沒有損傷；但3#瓦與軸之間的間隙明顯大于規定值和其它瓦的間隙值。按設計提出的參數要求，瓦與軸間總間隙應為120～200μm，但此瓦間隙已達280μm，由此推測這個過大的間隙就是造成渦動的根源。立即將軸瓦上下兩片的結合面進行了刮研、修磨，使上述間隙降到了180μm。
　　處理完后，隨即開機運行。首先，主觀感覺比檢修前狀態變好，特別是異音完全消失了，再按以往測點進行測試，發現：各點振動值比處理前略有減小，其中3#葉輪軸瓦振動值見表1中“第三次測試”；再對3^#葉輪軸瓦水平徑向振動進行頻譜采集，得到如圖3所示的譜圖，從圖中可清晰看出，104Hz的半頻成分已徹底消失。

圖3 排除故障后3^#軸瓦水平徑向振動頻譜

　　盡管油膜渦動在日常的測試中極少遇到，但鑒于它的潛在危害性，而且又不易被發現，所以要引起特別的重視，尤其對高轉速大質量的轉子系統，在日常監測中，要時刻留意半倍頻的信息,以便及早發現和消除油膜渦動。