SZ1000／－12／4K10双级推料离心机异常轴振动的探讨

孟庆华

（南化集团连云港碱厂，江苏 连云港 222042）

SZ1000／－12／4K10两级推料离心机的轴振动是监测离心机运行状态的最重要的指标，通过轴振动的高低可以判断离心机运行是否正常，甚至可以判断离心机故障点的部位，对于出现的故障如果及时消除，可以减少或降低离心机的故障率，有效地避免故障后事态的扩大化。

1 推料离心机振动产生的原因

1.1 推料离心机的自身缺陷

离心机在运行的过程中，同时存在篮筐的转动和内篮筐的前后移动，这种三维运动导致了离心机的轴振动，这是离心机设计的最大难点，目前还是一个世界性的难题，因为振动的存在必将对离心机各个部位带来不同程度的破坏和影响，也是许多离心机故障发生的根源。

1.2 外界因素

由于篮筐的高速旋转，如果布料不均匀、设备内部出现故障后，都容易导致转动部分失去动平衡，这样必将导致振动加剧，从而引发离心机一系列故障。既然无法消除振动，那么就需要将振动值控制在一定的范围内，目前我厂的离心机轴振动一般控制在15μm以内（表1），超过25μm时离心机保护装置会自动停车。

表1 离心机运行数据表

2 振动报警值的设定

所有离心机在运行时都会产生振动，如果振动值在可接受的数值范围内，设备可以正常运行，如果振动超出了设定值，那么对机器、厂房和操作人员都是比较危险的，这就需要提前给离心机设定好振动的报警值。SZ1000／－12／4K10两级推料离心机装备振动监测装置，并在新机器安装后测出主轴的振动设定值，超过一定振动报警值时，首先会报警，如果振动持续加剧，到达一定值时，机器会自动停车而起到自我保护。

原始振动的设定绝对值和机器的基础、底座、钢结构以及设备内部篮筐的装配都有关系，所有振动监测装置要等到离心机安装完毕后才能设定。振动的设定是通过在离心机外篮筐拐角刮刀处安装一定的偏重块，在额定转速下运行，由振动监测装置来测出其振动值进行设定，偏重块的重量要求非常精确，监测时一定要关闭观察孔盖，让离心机速度达到额定转速的一半和额定转速时分别设定出预报警和停车报警的振动值，两报警点延时设定为3s。在调试报告中要明确记录偏重块的重量、测量值的范围、报警延时设定值、报警1（预警）、报警2（停车报警）和篮筐的转速，一般情况下离心机报警1（预警）设定在18μm以内，报警2（停车报警）设定在25μm以内。

振动报警值的设定非常重要，如果报警值设定有误或失真，离心机处于长时间振动较大的情况下运行，而且自我保护装置失去作用，必将导致离心机严重的损坏，并且对操作人员的人身有可能造成伤害。一般情况下，每台离心机的振动报警值不同，略有差别，一年最好对振动报警值校核一次，更换篮筐等容易造成动平衡变化的部件后，也应该对振动报警值重新校核一次。

3 几种轴振动的原因分析

离心机正常振动对机器不会造成大的损坏，但当离心机运行过程中遇到布料不均匀、布料盘螺栓松动或断裂、内篮筐与主轴联接螺栓松动、筛网及刮刀的损坏、布料盘内进异物等问题时，均会出现离心机的异常振动，准确的判断异常振动产生的原因，对机器的保护和故障的快速消除均起到非常重要的作用，据不完全统计，从异常振动产生原因的分析中可以判断出60%以上的故障。分析振动产生的原因首先还需要分析离心机的工作原理。

推料式离心机的工作原理：离心机工作时，重碱通过进料绞龙进入布料盘，在布料盘内重碱被加速到与篮筐同样的转速，并将其均匀地分布到内篮筐的筛网上，这时大部分的滤液会穿过滤网流入滤液收集器中，而固料则被滤网挡住，逐渐地形成一个环状的滤饼，推料盘的每一次推动，就形成一个料环，随着推料盘的往复运动，在篮筐中形成了一个个料环，像波浪一样地一波一波往前涌，流到出料口中。

图1 推料式离心机的工艺处理区

在图1中，最容易导致动平衡变化在2布料盘、3过滤网、4篮筐、5推料盘四个部位。所以研究离心机振动需要从以上几个部位重点入手分析。

振动产生的原因不同，在DCS轴振动趋势图上还是有所区别。以下通过正常运行、洗车、堵料以及出现故障后产生的振动进行重点分析。以5＃离心机轴振动4h趋势图为例。

3.1 正常运行的振动

离心机正常运行中，轴振动一般在15μm以下，振动值波动不大，上下浮动在2μm以内（图2），这是因为进入离心机的湿重碱并不是很稳定，当有所波动时，通过布料盘及篮筐上碱在短时间内会不均匀，所以会造成动平衡发生一些变化，所以导致振动值的波动，这些属于正常的波动。

图2 正常的振动值

3.2 洗车时的振动

在离心机运行一段时间后，容易在内外篮筐之间及外篮筐后壁存在残余物料，如不及时清洗会导致离心机的损坏，所以离心机要定期洗车，在洗车过程中，为了避免滤液膨胀和保证重碱的回收，一般将离心机停车后将篮筐内的碱清理干净后再进行清洗，这样不但可以回收物料，减少滤液产生，同时也可以减少洗车的时间，对生产的连续性有一定的好处。在停止物料后，停主电机，在惯性的作用下，篮筐持续转动大约9min，在转速降到一定的程度时，附着在筛网上的物料从上方掉落下来，这种情况下篮筐转动突然停止，堆积的碱在篮筐下方造成动平衡破坏，这时瞬间轴振动达到最大值（图3）。

图3 停机洗车时的振动

这种瞬间轴振动对机器的破坏性比较大，所以尽可能地减少停车，如有条件，可以在离心机不停车的情况下将残余物料清洗干净。

3.3 布料盘进异物后的振动

在离心机工作中，通过进料螺旋进入布料盘的碱在布料盘的作用下加速至篮筐同等转速，并通过布料盘和推料盘之间的间隙落在内篮筐的筛网上。布料盘与推料盘之间的间隙一般在25mm，体积超过25mm物体很难通过这个间隙，这时物体就容易卡在布料盘内，所以要求进入离心机的物料不能含有较大体积的杂质和块状物料。但在实际生产中，由于上道工序控制不严格、有检修等情况时，很容易出现异物进入离心机，在清理布料盘内异物时，发现过检修工具、抹布、手套、螺栓、大的硬碱块等。

进入异物的离心机的轴振动是非常有特点的，当异物进入布料盘并卡住时，物料在布料盘卡住的方向堆积，其余方向物料还在流通，动平衡瞬间被破坏，这时振动趋势图跳动一次，如果这时停下料，振动值不会变的很大，如果继续下料，振动值就会持续升高，直至振动值到达报警2时设备停车（图4）。这种轴振动的特点比较明显，就是不下料不振动，一下料振动瞬间升高。这种轴振动的情况也会出现在布料盘出现裂纹后。

图4 布料盘进异物后的振动

3.4 主轴与内篮筐连接螺栓断裂时的振动

在离心机开车初期，一般不会遇到主轴与内篮筐连接螺栓断裂的情况。内篮筐与主轴依靠8根M24×160螺栓连接，篮筐呈悬臂状固定在主轴上，设备运行过久后，在不断振动和悬臂产生力的作用下，总会出现联接螺栓断裂情况，一般情况下8根螺栓不会同时断裂，在一个方向会先断裂1到2根，这时如果能够及时发现，可以避免所有螺栓的断裂。如果所有螺栓断裂，造成后果会非常严重，不仅会对推料盘、筛网造成损坏，严重时可能造成人身伤亡事故，轻则损耗备件费用也要10万元以上，重则无法估计。

经过长时间的摸索，这个故障也是可以通过离心机轴振动的趋势图判断出来，当1到2根螺栓断裂时，篮筐已经向一个方向倾斜，在生产中，轴振动趋势逐渐升高，这是因为动平衡已经被破坏，而且由于篮筐自重较大，趋势图的变化比其它的异常振动表现得更为严重，而且一直居高不下，即使设备还能作业，但振动变得越来越严重。这个时候应紧急停车，通过内篮筐边缘的圆环刮刀与外篮筐筛网的间隙一般可以判断出故障的情况，如果已经出现了外篮筐筛网被刮刀磨坏，而在相对方向的圆环刮刀与外篮筐的间隙变大，这种情况下一般可以断定篮筐连接螺栓断裂，这时需要解体检修。

图5 主轴与内篮筐连接螺栓断裂时的振动

3.5 其它几种原因导致的异常振动

导致离心机振动异常除了以上列举，还有很多，如果筛网破损后产生漏洞，物料会从漏洞中流失，这时振动会变大，一般维持在15μm左右，漏洞许多出现在推料盘后侧，需要在不带料情况下检查才能发现。

布料盘和布料盘底座连接螺栓的松动也容易导致振动加大，但不会达到报警停车的程度。另外布料盘内壁要求非常光洁，长时间运行后，布料盘内壁会被物料磨出沿着物料运动轨迹的凹痕，凹痕过深时，振动值也会加大，这两种情况的振动异常情况相差不大。

离心机在工作时，推料盘和内篮筐上各有一个圆环刮刀，当刮刀出现断裂时，随着主轴的前后移动，断裂刮刀容易刮动筛网上的物料，导致离心机轴振动异常。在外篮筐处有一对拐角刮刀，呈180°对称安装，当一个拐角刮刀缺失时，也容易引起离心机轴振动的异常，这两种情况一般在洗车时很容易发现并处理。

4 降低离心机的振动

离心机的振动与机器的基础、底座、钢结构以及设备内部篮筐的装配都有关系，降低振动常用以下几种方法：

1）稳定操作，避免进入离心机布料盘的物料有较大的变化；

2）当故障发生后振动值变大时，及时消除故障，避免振动的加大；

3）定期检查离心机轴承箱的与箱体的连接螺栓、油箱与水泥基础的连接螺栓是否松动；

4）定期检查油箱底部和后部的橡胶缓冲减振块是否开裂、变形，及时更换损坏的橡胶缓冲减振块；

5）定期检查篮筐内部的筛网、布料盘等各处螺栓是否松动或缺失；

6）可以在油箱下方，橡胶缓冲减振块的上方增加厚度均匀的钢板，以此增加配重，减少离心机的振动，这种方法在SZ1000／－12／4K10离心机后期制造的机器中已经改进，效果非常明显，在正常运行时一般轴振动值在5μm左右，比改进前降低4～7 μm，对离心机的保护起到非常显著的作用。