0 引言
振动是风机的主要故障之一。所以，在风机的设计制造、安装调试和使用维修中，对新机出厂试验及安装或大修后的振动验收值、运行中的振动报警值及停机值进行限制，即所谓的振动限值，对风机的正确使用有着重要的意义。然而，笔者在长期生产实践中发现，若把国际标准或国家推荐标准套用于水泥厂的风机上，其要求过于保守；甚至还有一些设备技术人员对风机的振动限值了解不够，经验不足，把风机出厂试验的振动验收值作为报警值或停机值来处理，从而使风机处于一种过维修的状态，这不利于风机的高效而经济的运行，增加了维修时间和成本，也降低了系统的设备运转率。所以，有必要对风机的振动限值加强认识，正确对待风机的振动限值问题。
1 风机振动参数的选择及振动限值的设定
1.1 振动参数的选择
描述振动的3个参数分别为位移、速度和加速度。因为位移的峰值或峰峰值反映设备位置变化的极限值，速度的有效值（均方根值）反映设备零件的变形能量与载荷的循环速度，也即疲劳寿命，加速度则反映惯性力造成的影响。国际标准和国家标准以及我国风机行业均采用振动速度的有效值作为风机振动的评定参数。当然，由于条件限制或原来就是采用位移的峰值或峰峰值作为评定标准，而速度的有效值没有参考标准的，在实际使用中，可以采用位移的峰值或峰峰值为主，同时用速度的有效值来参照对比，以指导风机的使用，并逐步过渡到用振动速度的有效值来评定。
1.2 振动限值的设定
1）新机出厂安装或大修后的振动验收值
对于刚安装的新风机或大修后的风机的振动限值，如风机的随机技术文件或总图中有说明的，可按设备厂家规定执行，如没有说明的，可按GB50275—2010《风机、压缩机、泵安装工程施工及验收规范》附录A：风机、压缩机和泵振动的检测及其限值规定执行（见表1）。如对于刚性支承的风机，新机安装后的振动验收值为振动速度有效值≤4.6mm/s；对于挠性支承的风机，新机安装后的振动验收值为振动速度有效值≤7.1mm/s。
表1 风机、压缩机和泵振动的检测及其限值
注：n为风机的工作转速，r/min。
2）运行中的振动报警值的设定
报警值是相对于基线值来设定的，而基线值是由具体机器上测量位置和方向的经验来确定的。基线值是风机在稳定工况运行时有代表性的、可重复的正常值，一般由该风机在以前正常运行期间多次测得的统计平均得到。如没有基线值，可以用新机安装后的振动验收值为基准，等经过一段时期，建立稳态基线值后再相应调整报警值。
3）运行中的振动停机值的设定
停机值一般与风机的机械牢固性有关，并且取决于能使机器承受异常动载荷的特定设计性能。因此，对于同样设计的机器的停机值一般都相同，并且通常与设定报警值的稳态基线值无关。
另外，支承刚度对轴承振动的影响很大，在相同激励力下，支承刚度越小，轴承振动越大。所以，风机振动的限值要区分风机的支承方式。风机的支承分为两种，即刚性支承和挠性支承（也称为柔性支承）。对于支承方式，JB/T8689—1999《通风机振动检测及其限值》是这样描述的：“刚性支承：通风机被安装后，‘通风机-支承系统’的基本固有频率高于通风机的工作主频率，称为刚性支承。如一般通风机直接与坚硬基础紧固连接。挠性支承：通风机被安装后，‘通风机-支承系统’的基本固有频率低于通风机的工作主频率，称为挠性支承。如在特殊条件下，通风机通过隔振体与基础连接。”由此可知，水泥厂风机大部分是刚性支承的，而一些电动机与风机采用整体减振机架或采用减振器与基础连接时，是挠性支承的。
2 关于风机振动限值的处理经验
2.1 注意振动标准的引用问题
1）要注意有关振动标准的限值含义
由于风机只有一个关于新机安装验收的振动限值标准（GB50275—2010），没有关于运行中振动限值的标准，一些技术人员试图按新机安装验收的振动限值作为运行中的振动限值（报警值或停机值）来处理，然而，由于新机验收值与运行中的报警值及停机值相差较大，在实际生产中，如按此要求执行，就使本来在安全范围之内运行的风机只得停下来检修，从而出现风机过维修现象。
2）要注意一些标准的限值范围不可混用标准
关于风机的振动标准，除GB50275—2010外，还有其他的，如GB/T6075.3—2001《在非旋转部件上测量和评价机器的机械振动》，不同的标准，对风机振动限值的设定是不同的，不可随意选用。例如，对于水泥厂的大型刚性支承的风机，按照GB/T6075.3—2001第3部分：额定功率大于15kW额定转速在120r/min至15000r/min之间的在现场测量的工业机器，属于1组，则在其附录A的表A1中，得到相应的振动区域如下：“A区值：≤2.3；B区值:2.3＜，≤4.5；C区值：4.5＜，≤7.1；D区值：＞7.1。”其中，区域A：新交付的机器的振动通常属于该区域。区域B：机器振动处于该区域通常可长期运行。区域C：机器振动处于该区域一般不适宜作长时间连续运行，通常机器可在此状态下运行有限时间，直到有采取补救措施的合适时机为止。区域D：机器振动处于该区域其振动烈度足以导致机器损坏)。通过与GB50275—2010附录A对比，我们不难发现，对于按GB50275—2010要求新安装合格的风机，振动速度有效值≤4.6mm/s，而按GB/T6075.3—2001，风机已经处于不适宜长时间连续运行的区域了，也就是说要检查或检修了。另外，GB/T6075.3—2001建议报警值的上限为区域B上限的1.25倍，建议停机值不应超过区域C上限的1.25倍，也即报警值为1.25×4.5＝5.625，停机值为1.25×7.1＝8.875，显然，对于水泥厂风机来讲，限值都较小，要求太严格。由上可见，有关振动的标准各有适用性和限值，不宜盲目采用，而应以风机设备厂家选用的标准或制定的限值为参照，这是由于风机厂家设定的数值往往经过实际使用的检验，并且更有针对性。另外，在使用过程中，如发现有不合适之处，可根据长期运行积累的数据加以小范围的修改，使其更加完善。
2.2 自制风机振动限值标准
在生产过程中，我们可以通过长期记录或测量风机运行中的振动数据，并把出现异常情况时的振动值作为报警值，或者通过数理统计的方法计算出振动的限值。例如，笔者根据高温风机长期生产运行中测量得的振动值（以振动值相对较大的传动端轴承座水平振动值为准），选取20组数据列于表2中，然后按照数理统计法及其限值要求对高温风机的振动限值进行统计计算[1]，得到了平均值Ｘ＝5.8，标准偏差σ＝1.6，报警值Ｘ+2σ＝9.0，停机值Ｘ+3σ＝10.6。通过与风机厂家提供的限值(报警值8mm/s，停机值11mm/s)对比，其停机值稍小一点，而报警值稍大一些。这些统计数值可以作为本台风机实际生产中的限值。
表2 高温风机振动速度的有效值v mm/s
2.3 关于中小型风机的振动限值问题
由于大型风机都安装有专有的测振装置，只要设定好运行中的振动限值，风机的安全运行就有了保障，但对于中小型风机，由于没有专有的测振装置，振动限值问题被疏忽，往往是风机在报警值以上运行，但仍没有得到重视，所以，常常错过了最佳检修时间，造成较大的损失。对此，我们可以通过采用测振笔测量中小型风机振动参数，先用大型风机的振动限值为参考标准，然后根据长期运行积累的参数进行数理统计，并求出合适的限值标准。当然，对中小型风机，尤其是小型风机的振动限值，我们不必要求太严格，可适当放宽指标。例如，笔者通过对已使用了最少5年时间的6台相同型号斜槽用小型风机XQ-4.8A进行测量，发现在最近3个月内，其振动值变化不大（振动速度见表3），运行状态较好的是2号风机，状态较差的是4号风机。4号风机的振动较大，水平及垂直方向的振动值都达到约22mm/s，是2号风机的近3.7倍，但近3个月未见电流升高及电动机轴承发热问题。所以，我们对此类斜槽风机的振动报警值设为22mm/s，即在运行中要注意观察其运行。此报警值是根据实际使用经验确定的，与F式传动方式离心风机的8mm/s报警值及11mm/s停机值相差较大。
表3 斜槽风机振动速度有效值 mm/s
2.4 注意振动的变化量
一些风机虽然运行中振动值未达报警值，但如果振动值变化较大，也要注意此类异常情况。例如，一次高温风机运行中，传动端轴承座的水平振动在风机转速不变的情况下，在几个小时内由3.1mm/s增大到6.9mm/s（当时风机转速为1221r/min），这表明有异常情况发生。经检查发现是窑尾电除尘器下的链运机卡死，除尘器壳体内积灰较高造成气流不畅通，从而使振动加大。处理后，振动值恢复到原振动值。
3 总结
1）对于新安装的风机，我们必须强制执行国家标准中关于验收时的振动限值，振动值越小越好。对风机的振动限值，是为了使风机从安装开始就有一个较好的状态，并在运行中处于安全运行的范围内，以达到风机安全、高效而经济运行的目的。运行中的振动限值并不是风机在失效前可承受多大的振动值，而只是一个预警值，以便提前采取措施处理故障，避免更大的事故发生。
2）对于运行中的风机， 由于工作环境不同，即使是相同型号的风机，在不同的地方其振动值都可能不同。因此，使用方有必要参考设备厂家的振动限值，以此作为风机运行初期的限值标准，然后在生产运行中积累振动数据，计算并制定出合适于具体使用环境下风机的振动限值。
作者：刘明红
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