## 风机配件叶轮的故障诊断与维护保养技术 ### 一、故障诊断技术 1. **振动监测与分析**   - **基本原理**：叶轮在正常运行时会产生一定的振动，但当出现故障时，振动的幅度、频率和相位等特征会发生变化。通过在风机轴承座或机壳等位置安装加速度传感器，采集振动信号，然后利用频谱分析等技术来诊断故障。例如，不平衡故障会导致振动频率主要为叶轮的旋转频率；不对中故障则会出现旋转频率的二倍频及更高倍频成分。   - **具体应用**：利用振动监测仪器，如便携式振动分析仪或在线振动监测系统，定期或实时采集振动数据。例如，在水泥厂的大型风机上安装在线振动监测系统，当振动幅值超过设定的阈值（如位移峰值超过75μm）时，系统会发出警报，提示可能存在叶轮不平衡、松动或其他故障。同时，对振动信号进行频谱分析，若发现振动频率成分复杂且存在明显的高频成分，可能是叶轮叶片损坏或有异物进入。 2. **声学监测**   - **基本原理**：风机叶轮在运行过程中产生的噪声包含了丰富的故障信息。不同的故障模式会产生不同频率和强度的噪声。例如，叶片磨损或松动时，会产生周期性的噪声信号，通过声学传感器（如麦克风）采集噪声信号，利用声学信号处理技术进行分析。   - **具体应用**：在风机周围布置声学传感器，将采集到的声音信号转换为电信号，再通过快速傅里叶变换（FFT）等算法分析其频率成分。正常情况下，风机的噪声频谱具有一定的特征频率分布，当叶轮出现故障时，如叶片裂纹扩展，会在特定频率范围内出现新的峰值。对于一些对噪音敏感的环境，如医院的通风系统风机，声学监测不仅可以诊断故障，还可以评估风机运行对环境的影响。 3. **性能参数监测**   - **基本原理**：风机的主要性能参数包括流量、压力和功率等。叶轮故障会导致这些性能参数发生变化。例如，叶轮叶片磨损会使风机的流量和压力下降，而电机的电流（功率）也会相应降低。通过安装流量传感器、压力传感器和功率监测装置来实时获取这些参数。   - **具体应用**：在风机的进出口管道安装流量和压力传感器，监测风机的流量 - 压力曲线变化。正常情况下，该曲线符合风机的性能曲线，当叶轮出现堵塞（如灰尘堆积）或叶片损坏等情况时，流量 - 压力曲线会偏离正常范围。同时，监测电机的功率变化，如离心式风机的功率与流量和压力有关，若功率异常降低，结合流量和压力的变化情况，可以判断叶轮是否存在故障。 4. **无损检测技术**   - **基本原理**：在风机停机检修期间，利用无损检测技术检查叶轮的内部和表面缺陷。例如，超声波检测可以检测叶轮内部的裂纹和孔隙，通过向叶轮发射超声波，根据反射波的情况判断缺陷的位置和大小。磁粉检测和渗透检测主要用于检测叶轮表面的裂纹，磁粉检测适用于铁磁性材料叶轮，在叶轮表面施加磁粉后，裂纹处会出现磁粉聚集现象；渗透检测则是利用渗透剂在裂纹中的渗透和显色原理来检测表面裂纹。   - **具体应用**：对于大型重要风机的叶轮，定期（如每年一次）进行无损检测。在检测前，需要对叶轮表面进行清洁和预处理。例如，在进行超声波检测时，要确保传感器与叶轮表面良好接触，提高检测精度。对于发现的小裂纹等缺陷，可以根据其严重程度决定是进行修复还是更换叶轮部分部件。 ### 二、维护保养技术 1. **清洁保养**   - **定期清洁**：叶轮表面容易积累灰尘、油污和其他杂质，定期（如每月一次）对叶轮进行清洁是保持其性能的重要措施。对于通风系统中的风机叶轮，可以使用压缩空气吹扫或湿布擦拭的方法清除灰尘。在化工等行业，还需要使用适当的清洁剂清洗叶轮表面的油污和化学沉积物。   - **特殊清洁**：当风机输送的介质含有腐蚀性或粘性物质时，需要采取特殊的清洁措施。例如，对于输送含硫气体的风机叶轮，在停机后应尽快用清水冲洗，然后用碱性溶液中和残留的酸性物质，防止腐蚀。对于输送粘性物料（如糖厂的糖浆）的风机叶轮，需要使用热水或专用的溶剂进行清洗，以彻底清除粘性物质。 2. **润滑管理**   - **轴承润滑**：叶轮的轴承需要良好的润滑来减少摩擦和磨损。根据轴承的类型和工作环境选择合适的润滑剂，如油脂或润滑油。定期（如每3 - 6个月）检查和补充润滑剂，确保轴承内有足够的润滑脂。同时，要注意润滑剂的质量和清洁度，避免杂质进入轴承。   - **其他旋转部件润滑**：如果叶轮与其他旋转部件（如轴套）之间存在相对运动，也需要进行适当的润滑。对于一些高速旋转的风机，可采用油雾润滑或油气润滑系统，以提供更精确的润滑和更好的冷却效果。 3. **叶轮平衡校正**   - **静态平衡校正**：在叶轮制造或维修后，可能会出现质量分布不均匀的情况，需要进行平衡校正。静态平衡校正通常在平衡架上进行，通过在叶轮较轻的一侧添加配重（如配重块），使叶轮在静止状态下达到平衡。例如，对于小型风机叶轮，使用简单的刀口式平衡架，将叶轮放在平衡架上，观察其滚动情况，确定不平衡位置，然后添加配重，直到叶轮在平衡架上能够静止在任意位置。   - **动态平衡校正**：静态平衡校正后的叶轮在高速旋转时仍可能存在不平衡力。动态平衡校正则是在叶轮旋转状态下进行的，利用动平衡机测量叶轮的不平衡量和相位。在动平衡机上，叶轮以工作转速旋转，通过传感器测量不平衡引起的振动信号，然后根据测量结果在叶轮的特定位置添加或去除配重，使叶轮在高速旋转时的不平衡量控制在允许范围内。一般要求大型风机叶轮的不平衡量控制在每千克质量小于1 - 2g·mm。 4. **叶轮修复与更换**   - **修复技术**：当叶轮出现局部损坏（如叶片小面积磨损或裂纹）时，可以采用修复技术。对于叶片磨损，可以采用堆焊、喷涂耐磨材料等方法进行修复。堆焊时要选择与叶轮材料匹配的焊接材料，控制焊接参数，防止叶片变形。喷涂耐磨材料（如碳化钨涂层）可以有效恢复叶轮的耐磨性能。对于叶片裂纹，可采用焊接修补或金属扣合技术，焊接修补后要进行探伤检查确保裂纹完全修复。   - **更换部件或叶轮**：当叶轮损坏严重（如叶片大面积断裂、叶轮变形严重），无法通过修复恢复其性能时，需要更换叶轮或其损坏的部件。在更换叶轮时，要确保新叶轮的型号、尺寸和性能参数与原叶轮一致，并且要按照正确的安装程序进行安装，包括叶轮与轴的连接、叶轮的定位等，安装后还要进行动平衡测试和性能调试。