D0I:10.13374/i.issm1001-053x.2002.01.046 第24卷第1期 北京科技大学学报 Vol.24 No.I 2002年2月 Journal of University of Science and Technology Beijing Feb.2002 烧结风机故障诊断应用 冯贵军》刘建平2”王文军” 1包集1)公同烧结)，包头0140102)北京科技大学机械L程学院，北京100083 捕要通过对烧结风机滑动轴承特性计算及从风机转子结构出发，建立风机转了一轴承系 统的力学模型，用来校核系统的稳定性，分析影响稳定性的各种因素及查找风机系统存在振动 问题的原因.同时应用旋转机械状态监测故障诊断CAMD-6IO0系统，对现场烧结风机进行监 测，分析监测数据，最终找出故障原因，并加以解决 关墙调烧结风机：转子系统：故障诊断 分类号TF124.5 包头钢铁（集团）公烧结厂烧结机的主体 产生的交叉刚度是促使系统失稳的主要原因之 工艺设备一一主抽风机SJ9000主要故障现象 是轴承的巴氏合金工作面严重疲劳、龟裂、脱 S9000风机的轴承为自定中心乐力润滑轴 壳，甚至造成风机转子轴与轴承合金的胶合而 承，鼓风机转子两端均需支持在轴承上.，其中… 报废.为了解决这一问题，本文通过对烧结风机 端设置止推轴承，以防止轴面串动滑动轴承的 滑动轴承特性计算，建立风机转子一轴承系统 动特征系数计算结果（见表2）为校核转子一支 的力学模型，计算系统的稳定性，分析影响稳定 承系统的稳定性提供了基础. 性的各种因素，最终找出故障原因，并加以解 表2刚度阻尼系数 决 Table 2 Stiffness damp coefficent MN.m 1风机稳定性校核 3850.1-438.09370.89052.137.8644.8244.78186.65 1.】风机设计性能和结构 13实际转子一轴承系统稳定性校核 风机设计性能见表1.风机的本体为单级双 校核实际转子一轴承系统的稳定性，通常 吸人、双支承结构，利用齿轮联轴器将鼓风机和 将轴承简化为多女承，多圆盘的力学系统.本文 电动机联成整体传动.鼓风机采用滑动轴承，由 使用西安交通大学流体润滑和轴承研究所的程 序计算. 表1风机设计性能参数表 Table 1 Designed property parameters of fan (1)转子一轴承系统模型建立图【是风机 转子的结构图，它是一个质量连续分布的弹性 介质 Vu/m'.min P/kPa 1/℃ 烧结烟气 9000 75.4 150 体.在满足工程精度的前提卜，将质量连续分和 W/kW Pa /kg.m Pa/kPa nr.min 的实际转子简化为其有-·系列集中质量和喇体 3200 0.6385 90.1 1000 盘，各集中质量和刚体盘之间用无质量，有弹性 油泵压入润滑油润滑轴承与齿轮轴。 的轴段连接起来.根据计算机程序要求处理后 12风机的滑动轴承动特征系数计算 转子系统简化为如图1所爪力学模型，转子集 滑动轴承对转子的动力特性有很大的影响： 总了5个集中质量，转子各白然段的参数见表 一方面，滑动轴承提供足够的阻尼，以保证机组 3,集总质量与自然节点对应关系见表4. 在稳定状态下运行：另一方面轴承的瘅性义使 (2)转子一轴承系统稳定性校核.该程序适 转子的实际临界转速比刚性攴承时要小，而且 用于旋转机械转子一轴承系统的稳定性分析. 按程序要求输人数据，计算结果如下： 收稿11期2001-09-25冯贵4男.35岁，高级工程师，硕1 12=-2964.37j85.68:第 2 4 卷 第 1 期 20 0 2 年 2 月 北 京 科 技 大 学 学 报 J o u r n . l o f U . iv e 性 派ty o f s e i e o c e a n d Te c h n o lO 盯 B e ij i o g V d l 一 2 4 N o 一 l F e b . 2 0 02 烧结风机故障诊断应用 冯 贵军 ” 刘 建平 ” 王 文 军 ” , )包俐吏集团 )公司烧结 J ` , 包头 0 . 4 0 10 2 )北京科技 大学机械 L 程学院 , J匕j ; : 二0 00 8〕 摘 要 通过 对烧结 风机滑 动轴承特性计 算及从 风机转 子结构 出发 , 建 立风机 转 r 一轴承 系 统的力学 模刑 , 用 来校核 系统 的稳定性 、 分析影响稳 定性的各种 因素及 杳 找风机 系统 存在振 动 问题 的原 因 . 同时应 用旋转机械状 态监测 故障诊 断 C A M D 一 61 0 系统 , 对现场烧 结风 机进行 监 测 , 分析 监测数 据 , 最终 找出 故障原 因 , 并加 以 解决 . 关 . 词 烧结 风机 ; 转子 系统 ; 故障 诊断 分类号 T F 12 4 . 5 包 头钢铁 (集团 )公 司烧结厂 烧结机 的 主体 下艺 设备— 主抽风 机 sJ 9 0 0 主要故 障现象 是 轴承的巴 氏合 金 工 作 面严重疲劳 、 龟裂 、 脱 壳 , 甚 至 造成风机转 子轴 与轴承合金 的胶 合而 报废 为了解决这一 问题 , 本 文通过对烧结风机 滑 动 轴承 特性计算 , 建 立风机转子一轴 承系统 的力学模型 , 计算系统的稳定性 , 分析影响稳定 性 的 各种因 素 , 最终 找 出故障原 因 , 并加 以 解 决 . 产生 的交叉 刚度是 促使系统失 稳的 主 要原 因之 风机稼定性校核 1 . 1 风机设计性能和结 构 风机设计性能 见表 1 . 风机的本体为单级双 吸 人 、 双 支承结构 , 利用 齿轮联轴器将鼓 风机 和 电 动机联成整体传动 . 鼓 风机采用滑动轴承 , 由 农 l 风 机设计性 能参 数衰 几b l e l 〔. 1皿n e d p or P e yrt P a r a . e et 比 o f 扭。 介质 八 m/ , · m in 一 ’ 尸, 爪 P a 烧结烟气 9 0() 0 7 5 . 4 外 7k w 3 2 0 0 内 勺 · m 0 . 6 3 8 5 .P 。瓜 Pa t创℃ ! 5 0 . . . . . . . . . nr/ · m i n 1 0 0 0 油 泵 压 入 润 滑油润 滑轴承 “ j 齿轮轴 . 1 . 2 风机的滑动轴承动特征系数计算 滑 动轴承对转子的动 力特性有很大的影 响 : 一 方面 , 滑 动轴承提供 足够的阻尼 , 以 保证机组 在稳定状态下运 行 ; 另一 方 面轴承的 弹性 又使 转子 的 实际临界转速 比刚 性支 承时要小 , 而 且 收稿 1 期 2 0 1刁9一 5 冯 贵军 男 , 35 岁 . 高级 f 程 师 , 硕 上 sJ g o o o 风机 的轴 承为 自定中心 压 力润 滑 轴 承 , 鼓风机转子两端均需支持在轴承 上 , 其 中一 端设置止 推轴承 , 以 防止 轴面 串动 . 滑动轴承的 动特征系 数计算川 结果 ( 见表 2) 为校 核转子 一 支 承系统的稳定性提供 了 基础 . 表 2 刚 度阻 尼系 数 aT bl e 2 5 此fu e , , d a m P e o e m e e n t M N · m ` 丸 : 称 丸 ; 抵 ` lu 试 、 试 二 `乙 3 8 5 0 . 1 一 4 3 8 . 0 9 3 7 0 . 8 9 0 5 2 . 1 3 7 . 8 6 4 4 . 8 2 4 4 . 7 8 1 8 6 . 6 5 1 . 3 实际转子一轴承 系统稳定性校核 校核实际转子 一轴承 系统 的稳定性 , 通 常 将轴承简化 为多 支承 、 多 圆 盘的力 学系统 . 本 文 使用西 安交通 大学流体润滑和 轴承研 究所 的程 序计算 . ( )I 转子 一轴承 系统模 型建立 `刘 . 图 I 是 风 机 转子 的 结构图 , 它是 一 个质 量 连续 分布 的 弹 性 体 . 在满足 1 . 程精度 的 前提 卜 , 将 质量 连续分布 的 实 际转子 简化为具 有一 系列 集中质 量和 刚 体 盘 , 各集 中质量 和刚体盘之 间用 无质量 、 有弹性 的 轴段连接起来 . 根 据计算机 程序要 求处 理后 转子 系统简化 为如图 1 所 小 力学模型 , 转 子 集 总 了 5 个集中质量 , 转子 各 自然段 的参数见 表 3 , 集总 质量 与 自然 节 点 对) .让关 系 见表 .4 (2 ) 转子 一轴承 系统稳定 J 性校 核 . 该程序适 用 于 旋 转机 械转 子一 轴承 系统的 稳定 性 分 析 . 按 程 序要 求输 入 数 据 ,计算结 果 如 下: v l : = 一 2 9 6 4 . 3 7勺 8 5 . 6 8 : DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 2002. 01. 046