扇风机的故障诊断与新安装风机投入运行前的安全监测

　　兖矿集团兴隆庄煤矿的东、西风井各有四台离心式扇风机，为满足矿井生产通风的需要，东风井原两台离心式风机换型为轴流式风机。

　　一、存在问题

　　兴隆庄煤矿西风井2#扇风机轴承箱前、后轴承是2003年5月1日更换的新轴承， 2008年3月5日，监测中发现振动值偏大，风机有异常声音，于是缩短监测周期进行了跟踪监测。监测情况见表1。通过振通904监测振动数值发现轴承冲击值、振动值、温度值有上升的趋势。

　　二、故障诊断

　　为进一步确定故障的部位和性质，采用振通数据采集器故障分析系统进行了频谱分析。西风井2#扇风机功率630kW;转速590 r/min。轴承箱前轴承：单列向心球轴承，型号为32152，滚珠个数24个;后轴承为单列向心圆柱滚子轴承，型号为6244，滚柱个数12个，根据特征参数对2#风机轴承进行频谱分析，见图1、图2。

　　由图1、图2分析可知，扇风机出现多次谐波，而且垂直方向的振动明显大于水平方向振动，底角测得频谱图出现半频谐波，具有明显的动不平衡和松动特征。于是对风机进行检查，发现风机轴承箱基础连接处有松动，与频谱

　　图分析相吻合。随即对风机进行了对中找正和紧固基础的处理。处理后对风机进行了复测，如图3所示。从图3分析发现多次谐波、半频消失，但扇风机的异响并未消除。为了找出扇风机异响的真正原因，又对风机进行了频谱分析，根据f=Z/2 (1±d/Dcosα) fr或f=D/d [1- (d/Dcosα)2] fr进行风机轴承的故障特征分析，两式中Z为轴承滚珠的个数，f为故障频率 (Hz)，fr为旋转频率 (Hz)，D为轴承节径 (mm)，d为轴承内 径 (mm)， α 为 压 力 角(度)。计算得出风机轴承的故障特征频率为内圈129Hz、外圈105Hz、滚柱94Hz，图3上发现有95Hz的频率出现，与93Hz、95Hz、96Hz、97Hz相接近，怀疑94Hz的频率为轴承滚柱旋转频率的调制。95Hz频率有边频带，证实有轴承故障频率的调制现象，如图4、图5所示。

　　通过分析判定2#风机轴承存在故障，于是，要求设备使用单位对风机轴承进行拆检，并做好更换轴承的准备。

　　2008年5月15日，根据监测诊断分析报告要求，设备使用单位对2#风机进行了拆检，发现前、后两轴承为滚珠严重疲劳剥落，现场有两个较大的剥落块，7、8个滚珠剥落严重，其中后部轴承外圈点蚀严重，点蚀区约为轴承外圈的50%。证实了轴承故障分析是正确的。

　　三、新风机投运前的安全监测

　　1. 风机性能测试

　　东风井运行着两台G4-73-11№28D型离心式通风机，风机配用YR630-10型异步电动机。两台主要通风机已经运行29年，部分部件及附属装置腐蚀严重，特别是主要通风机下部，已腐蚀近1/3，前部的集流器和扩散器因严重腐蚀，已经多次焊补。由于主要通风机、反风门、防爆帽的腐蚀，造成外部漏风率增大，主要通风机运行效率降低，2007年安全技术性能测试效率仅达到56%，且风量调节的前导器的驱动装置已受损严重，危及设备的安全运行。2008年对扇风机系统进行了改造，原两台离心式风机更换为两台ANN-2500/1250AJM轴流风机，2008年12月2日对新风机进行试运行。运行前的安全性能测试完全符合矿井通风要求，见图6。