在当今时代，煤炭资源依然是社会发展所必不可少的重要资源，因此，社会各界对煤矿行业的生产安全与质量也有着高度的重视。煤矿生产中，井下环境较为恶劣，煤尘容易聚集，空气质量差，如遇到明火或高温，还可能导致爆炸事故的发生，这就决定了做好矿井通风换气工作具有着极大的必要性。煤矿主通风机正是发挥通风换气功能主要设备。在主通风机使用过程中由于多种因素影响，可能会出现机器振动的问题，对其故障原因进行诊断分析并及时排除，保证主通风机运行可靠性，对于保障煤矿生产安全以及延长设备使用寿命都具有重要意义。
一、加强煤矿主通风机振动成因分析及故障监测诊断的必要性
我国煤炭工业生产中，因矿井通风设备而发生的事故中，机械事故占通风机组事故的68.9%，尽管一部分事故因有备用通风机而未造成严重后果，但还有一些事故既影响了生产，又造成了惨重的伤亡。因此对煤矿通风设备进行状态监测与故障诊断是急需研究解决的问题。故障诊断技术在煤矿的推广应用，不仅可预防突然事故的发生，保证煤矿的安全生产，而且可带来明显的经济效益和社会效益。
我国对矿井通风机状态监测和故障诊断技术的研究和应用还处在探索阶段，通常仅限于对轴承温度进行监测，而对占通风机故障60%以上的其他故障未能进行有效的监测，极易造成事故。因此，对矿井通风机进行状态监测和故障诊断具有十分重要的意义。矿井主通风机有离心式和轴流式2大类型，属于典型的旋转机械，矿井通风机装置的性能直接影响井下巷道风量的大小。风量过大，会使人员行走困难，影响听觉：井下湿度较大，风速过高，容易导致工人患风湿病症，使通风系统经济性降低。工作运行中的振动是影响风机安全运行的关键因素之一。煤矿安全规程要求，矿井主通风机在使用过程中应定期进行振动性能测试，以保证设备高效、安全、经济的运转。因此，应用振动参数进行故障诊断，减少风机事故的发生是十分必要的。
二、煤矿主通风机振动的主要成因分析
1.转子故障或缺陷
转子故障或缺陷常常是导致煤矿主通风机振动的基本原因。如转子设计上的质量偏心、转子不对中等，都可能会引发振动。同时转子部件规格不标准，存在质量缺陷、缺损或裂纹等，也会导致振动出现。
2.转轴弯曲导致振动
转轴弯曲会导致转子出现不规则运行，根据弯曲特征差异，可见轴弓形弯曲和临时性弯曲两种情况，两种弯曲都会导致振动发生。
3.油膜涡动问题
油膜涡动是由滑动轴承油膜力学特性引起的自激振动。特征频率略小于转子转速的1/2，并随转速的升高而升高，常伴有l倍频。
5.机座失稳导致振动
机座的稳定性会对主通风机的运行产生影响，由于固定件松动、安装不到位、间隙过大等原因，可能使机座出现失稳，进而导致多频振动发生，通常此类振动的以2倍频最为常见，并可伴有其他倍频振动，最高可出现6倍频振动。
6.轴承损坏导致振动
轴承作为主通风机运转的重要部件，轴承一旦发生损坏，也会导致振动的产生，导致轴承损坏的因素多见于偏心和点蚀引起的相应冲击。此类振动以1倍频为主，可同时出现超低或高频振动。
7.旋转失速导致振动
主通风机叶片旋转过程中可能会出现失速的现象，其主要表现为叶片背部气流破坏，阻力加大、风压骤降，这一情况会影响气流流畅性，导致气流紊乱，还会引发主通风机的振动。
8.喘振问题导致振动
喘振是主通风机振动的一种常见形式，喘振的发生一般与风压失稳有关。一定情况下，主通风机自身运行受到外界因素干扰，或进入不稳定工作区，就可能出现出口处风压不稳定，造成气流不稳定爆发释放或出现倒流现象，这些都会导致气流流畅性受到影响，进而产生较严重的振动现象，并伴随较大噪音。
三、煤矿主通风机振动故障监测诊断的要点
1.通过频谱分许进行故障监测诊断
分别采集电动机轴承盖的水平、垂直、轴向3个方向运转状态下的数据。根据数据计算转速730r/min，频率24.83Hz时电动机驱动端水平方向振动频谱图和电动机非驱动端的轴向振动频谱图。分析电动机驱动端水平方向的主要分量，结合分析结果，可以发现多数情况超过1倍频分量，2倍频下的振幅约为1倍频下振幅的2倍，3倍频以上工作频率下的振幅较小。从图2可以看出，电动机非驱动端轴向以1倍频振动为主。水平1倍频普遍振幅超标，并伴有2倍频、3倍频、4倍频等工作频率下的振动，且2倍频基频谐波较突出，说明联轴器对中有问题；风机的振动幅值随负荷的增加而升高现象比较明显，可以推断风机与电动机间齿型联轴器存在对中问题，角向不对中问题突出。因此，可判断联轴器对中故障是电动机异常振动的原因。
2.对联轴器的故障检查与诊断分析
载荷的变化会引起轮齿刚性的变化，从而引起轮齿的振动，这种振动通常称为啮合振动。在正常情况下，啮合振动是较近似于简谐振动的小幅值振动，该振动在频谱图上会出现啮合频率及其各次谐波成分。由于轴系中心扰动较大，因此，电动机气隙变化也较大，其轴承振动信息的时域波形显示出了磁隙中心很不稳定。结合频谱分析，高频频率是以齿轮轴的旋转频率为基本频率时，预示齿轮存在齿轮偏心、局部断或裂纹等故障。从电动机驱动端轴承水平方向高频频谱可以判断齿型联轴器存在裂纹。当符合以上条件时，可推断电动机与风机之间的齿型联轴器存在断齿和裂纹，且联轴器裂纹是引起振动幅值随负荷显著变化的根本原因。
结语：煤矿主通风机振动的成因是多方面的，在实际煤矿设备运行管理过程中，相关技术人员应当加强对煤矿主通风机振动问题的监测，多角度分析其出现原因，并借助可靠的检测仪器与诊断技术，准确及时的确定故障原因，针对性地制定解决方案，整体保证故障排除的有效性，配合预防性检修，实现保障主通风机运行稳定性，防范事故发生的目的。
参考文献：
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