羅茨風機低頻振動：煤氣羅茨風機故障振動分析與修復

　羅茨風機用幾年后會出現振動噪音，羅茨鼓風機廠家教你解決振動問題
　山東錦工有限公司是一家專業生產羅茨鼓風機、羅茨真空泵、回轉風機等機械設備公司，位于有“鐵匠之鄉”之稱的山東省章丘市相公鎮，近年來，錦工致力于新產品的研發，新產品雙油箱羅茨風機、水冷羅茨風機、油驅羅茨風機、低噪音羅茨風機，贏得了市場好評和認可。

　　寧夏煤化集團有限公司現有兩臺JGR450羅茨風機，其運行方式為一開一備，主要作用是輸送煤氣，保證焦爐產生的煤氣能夠及時抽走，為后續的煤氣凈化保證一定的壓力。當羅茨鼓風機出現故障停機，一方面給企業正常生產帶來損失，另一方面焦爐煤氣無法及時供送，使得焦爐煤氣對環境造成嚴重污染。

　　1、羅茨風機在煤化工的重要性及工藝背景

　　羅茨風機是煤化工煤氣輸送的關鍵設備，它不但在焦化生產中起至關重要作用，而且在整個流程中屬不可或缺的關鍵設備。從焦爐來的荒煤氣、氨水、焦油首先在氣液分離器進行氣液分離，分離出的粗煤氣分別進入初冷器；在初冷器上段，用循環水間接冷卻煤氣冷卻至45℃，再經下段制冷水間接冷卻，使煤氣進一步降溫至22℃，冷卻后的煤氣進入電捕焦油器，最后進入煤氣羅茨鼓風機，煤氣羅茨鼓風機最主要的作用就是對煤氣進行加壓。它的運行正常與否，直接影響系統安全穩定。為此，努力保證煤氣羅茨鼓風機完好是設備管理工作的重任（如圖1）。

　　該煤氣羅茨鼓風機自投運以來一直運行良好，正常情況下，振動是一種隨機振動，振動參數總是在某一平均值附近波動，隨時間變化而變化的現象不明顯。在2012年4月14日，突然出現機組振動加劇。由于機組僅安裝了位移報警連鎖，沒有安裝振動報警連鎖，所以集控室顯示設備正常，我們操作人員根據操作經驗，采用了緊急停車。

　　2、羅茨鼓風機產生振動原因分析

　　JGR450羅茨鼓風機機組主要由電機、液力偶合器、增速器、羅茨風機本體、潤滑系統、現場檢測儀表以及進出口管道必備閥門等組成。其主機由定子、轉子、軸承、軸承箱和底座等構成。針對現場振動，做如下原因分析：

　　2.1 轉子的不平衡量（偏心質量和偏心力矩）

　　機組在投入運行的一段時間后，隨著壓力負荷的增加，其振幅會發生變化，一般是由小到大的趨勢。引起振動原因主要有以下幾點：

　?。?）轉子葉輪葉片和輪盤的腐蝕；（2）局部的氣流沖刷，不均勻腐蝕和穿孔；（3）轉子葉輪流道的堵塞。

　　2.2 氣流喘振因素

　　羅茨風機喘振就是風機小流量下的一種不正常情況。喘振現象包括兩方面的因素：羅茨風機的氣流在一定的條件下出現“旋轉脫離”是產生喘振的內在因素；與羅茨風機聯合工作的管網系統的特征是其外界條件，只有外界條件適合于內在因素時羅茨風機才發生喘振現象。羅茨鼓風機產生喘振時的特征表現主要有下列幾種：

　　（1）氣流參數產生大幅度脈動。（2）聲音異常，一般會發生周期性的脈動噪音、周期性的低頻吼叫聲或喘氣聲。（3）機組振動加劇，一般多為低頻振動，振動頻率與管網容量的平方成正比，喘振現象產生的原因除上述機理外，還有外界客觀因素，如化工工藝控制；系統壓力突然升高到高于排氣壓力；進氣溫度升高，羅茨鼓風機排氣壓力下降，低于系統壓力，進氣吸力下降造成羅茨鼓風機排氣壓力成比例降低，羅茨鼓風機出口有異物等均能使機組發生喘振。

　　2.3 轉子安裝不當造成的葉輪和定子軸向位置發生干涉引起的振動

　　主要表現在動靜部分發生摩擦，機組溫度過高，密封套部件變形磨損起不到密封作用。導致密封間隙過大，氣流經過風機時，軸向力過大，轉子在定子中的軸向位置發生竄動，引起振動。

　　其他有關振動產生的常見原因有：

　　（1）轉子主軸發生彎曲，機械跳動超差。

　　（2）轉子與定子發生碰撞摩擦。

　?。?）電氣元件安裝不當。如鉑熱電阻、測振探頭、溫度計等儀表元件。

　　2.4 機組軸系找正原因

　　電機、偶合器、風機之間的軸系找正。按照機組找正曲線進行找正，檢修后進行機組整個軸系的重新檢查。

　　2.5 軸承故障引起的振動。

　　主要原因有：

　?。?）油膜引起振動。軸承間隙過大和過小都無法形成起潤滑保護的油膜。瓦塊再起不到潤滑作用時就會發生瓦塊磨損甚至燒壞瓦塊巴氏合金，軸承起不到支撐和止推作用，從而使得機組發生振動。

　?。?）軸承壓蓋部件松動。軸承箱內軸承壓蓋螺絲松動或機體底座螺絲松動，機組運行時無預緊力也會發生振動。

　?。?）油品、油質問題。國家標準油品化驗要達到NAS7級。潤滑系統的油質回油溫度過高或潤滑油含雜質，油品長期潤滑變質。

　?。?）潤滑油進、出油管路堵塞。

　　羅茨風機產生振動的原因是復雜的的，經綜合分析，此次風機振動主要為：

　?。?）軸承箱內軸承壓蓋螺絲松動；

　　（2）密封磨損嚴重，密封間隙過大；

　　（3）軸系問題，風機與變速器不同軸。

　　3、修復方法

　　3.1 定子部分

　　拆解機殼中分面螺栓、地腳螺栓，拆卸機殼大蓋；拆卸軸承箱蓋，軸承；吊出轉子；拆卸上、下機殼密封套；機殼、隔板噴砂處理；機殼中分面拋光輪清理；按照圖紙重新照配密封套。

　　3.2 轉子修復

　?。?）轉子噴砂除銹，保護好軸徑、推力盤、聯軸器等部位；

　　（2）手工清理噴砂不干凈的地方；

　?。?）轉子葉輪著色探傷檢查，發現葉輪完好無裂紋；

　?。?）轉子按合格證明書打表檢查機械跳動。打表檢測，發現轉子軸變形彎曲0.28mm，參照設備運行技術要求，確定主軸報廢不能使用，對此我們及時跟廠家取得聯系，更換一臺新轉子。

　?。?）熱拆原轉子聯軸器，標記位置；

　?。?）把舊聯軸器熱裝于新轉子上；

　?。?）打表檢查轉子各項跳動并檢查電氣不圓度，操作規范參照錦工典型工藝手冊。

　?。?）轉子低速動平衡。

　　轉子重量1038kg，平衡精度G1.6，允許不平衡量3954.3g·mm，工作轉速4340r/min，磨削去重，磨削深度不大于0.4mm，粗超度Ra6.3，光滑過渡。

　　3.3 機組現場組裝

　　按照典型裝配工藝進行。

　　（1）方向同軸度≤0.03mm，垂直方向轉子中心低0.08～0.12mm；

　　（2）檢查隔板同軸度，隔板與機殼同軸度≤0.025mm；

　?。?）轉子軸向對中定位；

　　（4）按羅茨鼓風機出廠合格證照配更換羅茨鼓風機全套密封、油封；

　?。?）根據要求配鉆支推軸承上軸瓦測溫孔及止動銷孔；

　　（6）根據要求配鉆支撐軸承上軸瓦測溫孔及止動銷孔；

　?。?）按照合格證調整支推軸承、支撐軸承間隙及過盈；

　?。?）扣合上機殼，檢查自由間隙；

　?。?）調整風機與變速器的同軸度，使之符合煤氣羅茨鼓風機機組安裝要求；

　　（10）安裝聯軸器及護罩，檢查各螺栓是否松動。

　　4、效果評價

　　機組檢修結束，經啟動試車，風機轉速逐步提高至3800r/min后，使用手動測振儀檢測風機的振動在0.08um范圍，同時使用測溫儀測軸承溫度小于48℃，電流穩定在34A，在運行48小時后停車備用。

　　山東錦工有限公司

　　山東省章丘市經濟開發區

　　24小時銷售服務

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羅茨風機低頻振動：羅茨風機噪聲源分析

　　原標題：羅茨風機噪聲源分析

　　羅茨風機噪聲含有多種“成分”。錦工風機從噪聲產生機理分析，羅茨風機噪聲主要由氣動噪聲、機械噪聲和電磁噪聲等幾部分組成，其中氣體動力性噪聲具有強度高、危害大的特點，是羅茨風機的主要噪聲污染源。從噪聲傳播途徑分析，羅茨風機噪聲由空氣噪聲和結構噪聲兩部分組成，空氣噪聲通過進氣口、排氣口、機殼、管壁等輻射與傳播，結構噪聲通過機殼、管壁與基礎等傳播，結構噪聲容易造成物體振動并激發二次空氣噪聲。羅茨風機噪聲傳播途徑如圖1所示。

　　1.基礎結構噪聲 2.機殼與管壁噪聲 3.氣流噪聲

　　圍介質造成了壓力脈動，形成了氣動噪聲。當風機葉輪逐個掃過進氣口與排氣口時，氣體受到周期性擾動，引起壓力脈動，同樣產生了噪聲。由于風機葉輪與機殼之間圍成封閉的基元容積，在基元容積與排氣口連通一瞬間，風機排氣口的高壓氣體向基元容積快速回流，使氣流受到劇烈沖擊與壓縮造成壓力脈動，形成了強烈的氣動噪聲。旋轉噪聲具有確定的基頻，計算式為f1=Z·n/30（Hz），其中Z為葉輪數，n為轉速（r/min）。

　　渦流噪聲又稱紊流噪聲，是氣體渦流運動產生的一種非穩定流動噪聲。在葉輪及機殼流道表面，尤其在氣流突然減速或速度方向發生突變的部位，氣體附面層發展到一定程度就會發生脫離，形成漩渦。內泄漏氣體的流動方向與主氣流方向相反，也會在泄漏間隙兩端產生漩渦。由于氣體具有粘滯性，氣流漩渦產生后還會在流動過程中進一步分裂，形成一系列更小的渦流。

　　除了上述旋轉噪聲和渦流噪聲外，氣動噪聲還包括共鳴聲。由于葉輪旋轉和氣流渦流運動等因素的影響，氣體壓力在很寬的頻率范圍內脈動。這種脈動與進（排）氣腔發生聲學上的共振，產生共鳴聲。當共鳴聲通過進、排氣口輻射時，顯著增強氣動噪聲的某些共振頻率成分。

　　機械噪聲主要來源于機殼的振動，使機殼發生振動的原因主要有兩個：①葉輪的轉動不平衡力，通過傳動構件轉移到機殼上，對機殼產生周期性的激勵；②機殼內的渦流強度所決定的壓力脈動，常與葉片的基頻（即葉片通過頻率）有聯系，也對機殼產生周期性的激勵。風機的風壓越高，這一激勵源越不能忽視。此外，電動機、基礎振動和管路振動也會產生機械噪聲。

　　幾種典型的羅茨風機噪聲頻譜特性如圖2所示，其特點是中低頻噪聲峰值突出，高頻噪聲成分逐漸減弱。羅茨風機轉速一般為490～3000r/min，旋轉噪聲基頻為49～300Hz，使風機噪聲呈現低頻特征。渦流噪聲以中高頻成分為主，具有寬頻帶特性。共鳴聲對中頻噪聲影響較大。

　　羅茨風機噪聲與風量、轉速、壓力等參數有關。一般情況下，風機風量、轉速與壓力升高，噪聲增大。實驗證明，當轉速與壓力相同時，風量增大一倍，噪聲增強約6dB(A)；壓力每升高一個大氣壓，噪聲增強約3~4dB(A)；如果轉速增加一倍，則噪聲增強約6~10dB（A）。

　　測量羅茨風機噪聲的目的就是為了對被測對象進行噪聲等級的分析、評價或聲源識別，以便采取適當的措施進行噪聲控制。通常羅茨風機的噪聲識別方法有現場測量法、聲功率測量法、表面振動測量法等，其中，現場測量法是工程實際中常用的方法。

　　現場測量法通過對數據、頻譜的分析確定主要的噪聲輻射源，方法簡便，測量結果能真實反映風機的振動與噪聲水平，但易受環境的影響。聲功率測量法反映噪聲源輻射強度與輻射特性，避免了聲壓級易受測量距離和測量環境影響的缺點。振動測量法是根據羅茨風機的表面振動速度來估計表面輻射聲功率，主要困難在于羅茨風機零部件輻射比的確定，需要測量較多的數據和進行大量的計算。

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羅茨風機低頻振動：羅茨風機振動原因有哪些？怎么解決？看這里！錦工風機

　　羅茨風機振動原因及特征有哪些？引起羅茨鼓風機振動大的因素較多，主要原因有以下幾種：

　?。?）地腳螺栓松動，主要表現在垂直方向振動較大。

　?。?）聯軸器找正不合格，表現有三點：一是軸向振動較大，二是與聯軸器靠近的軸承振動較大，三是振動程度與負荷關系較大。

　　（3）風機基礎剛度差，故障特征為：一是振動頻率為工頻，振動時域波形為正弦波，二是垂直方向振動速度異常。

　　（4）與風機連接的管道配置不合理，主要是與風機連接的防振接頭老化，管道與風機形成共振。

　　（5）同步齒輪嚙合間隙大，齒面接觸精度不夠，也可導致水平振動超標。

　?。?）轉子不平衡，振動表現為：一是水平方向振動較大，且振動頻率與轉速同頻，二是振動大小與機組負荷無關。

　?。?）軸承損壞及軸系零件松動，主要表現在：一是軸承溫度高并有異響，二是水平、軸向、垂直振動都有異常。

　　1、振動原因的查找及分析

　　羅茨風機的工作特點是葉輪端面和風機前后端蓋之間及風機葉輪之間者始終保持微小的間隙，在同步齒輪的帶動下風從風機進風口沿殼體內壁輸送到排出的一側，引起吸氣排氣呈間歇性和周期性變化，管內氣體呈脈動狀態。管內氣體參數如壓力、速度、密度等不斷隨位置變化，而且隨時間做周期性變化，這種現象稱為氣流脈動。脈動氣體遇到彎頭、異徑管、控制閥等元件后將產生隨時間變化的激振力，受此激振力的作用，管道產生振動。管道產生振動的振源主要是管內氣體的壓力脈動，由于壓力脈動始終存在，因此羅茨風機在允許范圍內存在某種程度的振動是正?，F象，但應該避免發生劇烈振動，否則可能導致管道破壞。

　　引起管道發生劇烈振動的主要原因有兩個：

　　（1）氣體的壓力脈動過大，導致激振力過大；

　?。?）管道發生結構（機械）共振。

　　管道發生結構（機械）共振的原因是管道結構固有頻率與機器激振力頻率過于接近，使管道振動急劇增大。要減少管道的振動，必須避免管道發生結構共振。為防止結構共振必須進行管系固有頻率分析，工程上把0.8-1.2倍的固有頻率范圍稱為共振區，設計要求激振力頻率不能落在共振區之內。由于機器的激振頻率是不可更改的，所以要求通過調整管系的固有頻率以避開共振。固有頻率與系統的剛度有直接的關系，剛度越大固有頻率越高，管系固有頻率的調整主要通過調整系統的剛度來完成。影響管系剛度的因素主要有管道走向、管徑、壁厚和管道支承狀況。

　　2、振動的建議排除措施

　　管系振動會引起管系和管架的疲勞損壞、建筑物誘發振動以及噪聲等，大的振動還將使隔熱材料損壞，儀表指示錯誤、管道和設備的疲勞失效等問題，針對羅茨風機管道振動的問題目前建議采用的方法是：

　　（1）首先，聯系羅茨風機廠家對風機本身可能存在的振動因素進行逐一排除，保證不因為設備本身的問題產生劇烈振動。

　?。?）采取避免發生管道結構（機械）共振的措施進行管系動態分析，避免共振現象。增加管道的剛度達到對管系固有頻率的調整避開機器振動的頻率。

　?。?）修改支架的型式增加對管路振動進行有效的抑制，而不能只采用承重設計，還須采用防振管卡，保證管道與管卡充分接觸。

　?。?）增加管道與換熱器的柔性減振連接措施，避免將管道的振動傳遞給換熱設備導致設備金屬材料的疲勞損壞。

　　錦工風機是一家生產羅茨風機近20年的廠家，如果您有此方面的采購定制問題，可以聯系我們的全國免費客服熱線

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羅茨風機低頻振動：羅茨鼓風機振動（震動）問題大剖析（真的長知識！）

　　首先來說一下更新此篇文章的緣由，今天早上有位網友添加我好友，咨詢關于振動的問題，該朋友用的是德國錦工的羅茨風機，但是羅茨風機的振動很大，沒有找到原因，也沒有找到合理的解決辦法，我告訴他聯系廠家進行修復，該網友說到這是剛修復過的，因甲方不同意該振動幅度，所以該網友也很焦慮，錦工風機小編還是建議其繼續聯系原廠家進行修復處理，因為德國錦工屬于比較知名的羅茨風機企業，一臺錦工羅茨風機在國內出售的價格較為昂貴，技術也不會差，如果是機器本身的問題，聯系原廠進行維修會更好一些。羅茨鼓風機廠家

　　錦工風機小編了解到這樣的情況之后，也查了很多資料，發現有很多網友也遇到過很多這樣的問題，下面錦工風機小編將這些資料整理一下，然后分享出來，讓大家漲漲姿勢，也許以后會用得著。

　　引起羅茨鼓風機振動大的因素較多，主要原因有以下幾種：

　　1、地腳螺栓松動，主要表現在垂直方向振動較大。

　　2、聯軸器找正不合格，表現有三點：一是軸向振動較大，二是與聯軸器靠近的軸承振動較大，三是振動程度與負荷關系較大。

　　3、風機基礎剛度差，故障特征為：一是振動頻率為工頻，振動時域波形為正弦波，二是垂直方向振動速度異常。

　　4、與風機連接的管道配置不合理，主要是與風機連接的防振接頭老化，管道與風機形成共振。

　　5、同步齒輪嚙合間隙大，齒面接觸精度不夠，也可導致水平振動超標。

　　6、轉子不平衡，振動表現為：一是水平方向振動較大，且振動頻率與轉速同頻，二是振動大小與機組負荷無關。

　　7、軸承損壞及軸系零件松動，主要表現在：一是軸承溫度高并有異響，二是水平、軸向、垂直振動都有異常。

　　以上是羅茨鼓風機振動的一些原因，但是不是全部原因，引起羅茨鼓風機振動的原因有很多，不單單是幾條能夠完成的。錦工風機小編還和大家整理一些網友的討論知識，也把這些給匯總了一下，看能否幫助到大家：

　　提問者說：型號：兩葉的羅茨風機，型號RRE250，額定風壓68kpa，電機直聯傳動，聯軸器是彈性柱銷套式。

　　問題：振動大不止一次了，上次因振動大，殼體、轉子出現裂紋，直接返廠維修的，組裝后廠家試車，出口壓力到60kpa，振動速度為7.1mm/s。

　　現場情況：而回到現場后，把出口管路脫開直接排空，振動速度只有3.1mm/s?？沙隹诩訅旱?0kpa左右時，振動就到了臨界值11.2mm/s（水平方向振動高），加壓到50kpa時，水平方向振動速度就到了15mm/s。

　　附注：聯軸器對中數據是符合標準的，基礎也重新做過，比起廠家剛出廠時的基礎要強多了。

　　請各位給分析分析原因，有沒有碰到過類似的情況呢？

　　路人甲說：空載時，風機振動很小。隨著負荷增大，振動也增大。這種現象，有可能是松動引起的，我講的松動，不是地腳螺栓松動（這，可明顯發現），而是配合松動，松動引起風機兩個軸平行不對中，引發振動，即隨負荷增大，振動增加。查一查與風機的軸承配合的軸，與軸承配合的孔的間隙。最主要的是：測一測振動頻譜和振動相位，大家用頻譜和相位為你分析風機產生振動故障真正原因。

　　提問者回答：修理過程都作過檢查，包括配合間隙、軸承磨損情況和同步齒輪配合情況，也都符合標準啊。也看不到軸承跑外圈或跑內圈的情況。還有，在廠家試車時，排壓上去之后也沒有振動。到了現場反而不行了.接了像廠家試車時一樣的試車管路也一樣振動偏大。在風機振動是14mm/s時，基礎水平振動大約在8mm/s，但垂直振速不是很高，又不像是基礎剛性不足。現在是聯系廠家，希望能給些指導了。

　　底座的地腳螺栓已經灌漿與基礎一體了，而且底座是重新制作加固過的，比出廠所配底座要好多了。所以試到現在，也沒有重點懷疑底座。今天按廠家的意見把橡膠波紋管拆掉，排氣短管直接連風機排氣法蘭，然后試車到排壓50kpa，風機振動速度降到了8mm/s！看來是橡膠波紋管有問題，現在準備把橡膠波紋管換到排氣的消音器后面安裝，再試試看。

　　路人乙說道：1、鋼架比較單薄，按經驗把鋼架肚子里灌滿。這個好像是自己焊接制造的吧。同時我注意到機器的寬度造成它的腳不在鋼架的支架上，而在非常單薄的鋼板上（下面空的）

　　2、作為風機，可以用橡膠管，但是管道必須固定死。我們不提倡用橡膠軟管連接。羅茨風機出口壓力還是有波動的喲。而且你照片中的管道根本沒有固定，只有支撐、TAP塊調節高度。

　　3、羅茨風機容易疏忽的是同步齒的嚙合間隙、齒輪與軸連接處鍵槽的準確度決定了主副轉子的相對90度角的準確。

　　注意到：根據你的震動數據，有共振的嫌疑。所以建議：1、灌滿漿；2、管道硬連接；3、管道支撐尤其靠近風機的管道一定要固定死。

　　提問者回復道：硬連接時是合格的，指示羅茨風機允許硬連接么，不是都要加彈性接頭緩沖么，不然管道熱脹冷縮是不是對風機有影響。

　　根據這一系列的試車情況，我也感覺應該是基礎有問題，后來沒有對基礎做修改，而是一直研究管道問題，先是做了大小頭，降低出口的空氣流速，試車振動超標；后來增加了4個立方的緩沖罐，接在風機后，打地腳螺栓固定，試車振動依然超標?，F在準備再重新買臺進口的，選到了錦工的三葉風機，人家的風機就宣稱不需要地腳螺栓，整個機組直接放在混凝土水泥地面上就可以了。

　　除了基礎可能有問題外，還感覺國產的雙葉羅茨風機在剛性設計上還是有問題，我們的風機是廠家RRE250系列里風量和風壓最大的，可能剛度不好。

　　路人丙說道：檢查一下軸向竄量，我剛解決過一個一個類似的問題，如前面的路人說的一樣，如果你不參與檢修，發現原因可能很困難。我解決的一個問題就是我自己親自測繪并計算，徹底解決了10年的一個老問題。

　　根據敘述，我猜測的原因，你的軸向竄量可能有問題，你的軸承定位不好，在運轉時，隨著壓力的增大，你的振動烈度必然隨著出口壓力的增大而增大。你從軸承座開始一步一步的測繪，將兩軸承的定位余量留出0.1mm左右，當然根據你的現場物料的溫度確定，查查看看，應該可以解決問題。

　　認認真真讀完這篇文章，我能夠從中發現很多有用的知識，如果您有羅茨鼓風機維修的問題，或者有采購風機的問題，可以聯系我們的官方客服熱線

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