風機殼體結構複雜，使得動力學行爲受到諸多因素影響，精確(què)分析很難實現。基於(yú)丁程結構的複
雜性，有限元技術是研究風(fēng)機振動(dòng)的有效工具,近
20年來得到瞭(le)廣泛應用。文[1]建立瞭(le)BD型礦用對旋軸流式主通風機機殼有限元分析模型，採(cǎi)用
ANSYS軟件殼單元SHELL6，對結構變(biàn)形與強度進 行瞭(le)計算，提出機殼強度和剛度富餘度過大,在保
證性能的前提下優化瞭(le)結構，減小鋼闆厚度，但沒有涉及動力學問題。文[2]採(cǎi)用有限元法建立瞭(le)中
心傳(chuán)動齒(chǐ)輪箱有限元靜動力學模型，用I-DEAS軟
件對殼體結構進行分析,對殼體壁厚進行優化設計,使齒輪箱的結構更爲合理。文[3]通過實驗測(cè)量方法分析瞭(le)二葉轉子羅茨鼓風機振動特性，指出機體的垂向振動以四階轉速（64
Hz)爲主,機體的 縱向和橫向振動(dòng)以一階轉速（16 HZ)爲主，電(diàn)機振 動(dòng)以一階轉速（16 Hz)和三階轉速(48
Hz)爲主，振動(dòng)隔離設計應使擾動(dòng)力頻率（一階轉速)f髙於(yú)隔振 頻率f。的2.5 -4.5倍，這是一種能夠避免結構耦合
振動(dòng)、經典而有效的工程減(jiǎn)振措施。
從公開文獻來看，涉及羅茨鼓風機有限元動力學研究較少。本文以SSK125H型-葉轉子羅茨鼓風機爲例，建立瞭(le)風機殼體有限元模型，採(cǎi)用AN-SYS軟件進行動力學計算與模态分析,爲風機結構
動(dòng)态設計(jì)與減振降噪提供理論依據。
1風(fēng)機殼體動(dòng)态分析數學模型
本文應用模态分析方法確(què)定羅茨鼓風機殼體的動态特性，包括固有頻率、振型和穩态響應，採(cǎi)用有限元方法求解具有不規則幾何形狀機殼的振動
模态。
模态分析方法是以無阻尼系統的主振型坐标來代替物理坐标，将振動(dòng)微分方程解耦得到獨(dú)立的微分方程組，通過求解特征方程得到系統固有頻率微分方程組，通過求解特征方程得到系統固有頻率
和振型，最後通過(guò)坐标變(biàn)換求得系統的穩态響應。
不考慮風(fēng)機殼體的阻尼,有限元動(dòng)态方程簡化 爲一個n自由度的線性定常二階微分方程組，即
[M]{x} + [K]{x}={F} (1)
式中：[M]、[K]分别是機(jī)殼(ké)的離散化質量矩陣
和剛(gāng)度矩陣；[x]是系統的位移列陣，即物理坐标;[F]是系統的激勵力列陣，包括各種不平衡力、軸承 反力和氣體脈動(dòng)力等。
方程(1)一般是一個(gè)耦合方程,通過坐标變(biàn)換 {x}=[&]{q}，可得到一個(gè)解耦方程，其中[&]是模态矩陣，{q}是模态坐标,即
mq
+kq=&F
(j=1,2,…，汀） (2)
式中:mi和ki分别爲機(jī)殼的主質量矩陣元素和主剛(gāng)度矩陣元素。
因此，有限元模态分析過程要求首先確(què)定機殼因此，有限元模态分析過程要求首先確(què)定機殼的質量矩陣[M]和剛(gāng)度矩陣[K]。
2風(fēng)機殼體簡化結構(gòu)模型
羅茨鼓風機殼體結構比較複雜,主要由機殼、牆闆和油箱等幾部分組成。風機殼體上分布有若幹筋闆、凸台、軸承孔和聯接孔等,機殼與牆闆、牆闆與油箱等由螺栓緊固。圖1給出瞭(le)採(cǎi)用Solid-works繪制的風機殼體簡化結構模型。爲計算方便,
提出如圖1所示的簡化結構模型即機殼動(dòng)力學模 型，忽略瞭(le)過渡圓角、倒角、螺孔及肋闆等影響，将
機(jī)殼視爲表面分段光滑的筒體結構(gòu)。
基本參(cān)數：葉輪中心距192mm，徑(jìng)距比1.32,
長(zhǎng)徑比1.36，機殼壁厚20mm,油箱壁厚16mm材料爲45鋼(gāng)，楊氏模量200GPa,密度7800kg/m2,泊松比0.3。
3風(fēng)機(jī)殼體ANSYS有限元計算模型
本文首先採(cǎi)用Solidworks軟件繪制風機殼體三維實體結構模型,生成符合Parasolid标準的接口文件,再調用有限元ANSYS軟件進一步分析處(chù)理。因此，本文採(cǎi)用CAD軟件SoiidWorks建立風機殼體的
三維模型，通過(guò)PATA導(dǎo)入ANSYS有限元分析 軟件。
風機殼體有限元網格劃分模型如圖2所示，選取20節點四面體Solidl86結構實體單(dān)元，採(cǎi)用自由網格劃分,共劃分單(dān)元數29183,節點數52283。坐
标系取沿葉輪軸向方向爲2軸，進(jìn)氣口的中心線方 向爲y軸4軸由右手定則確(què)定。
由於(yú)風機殼體採(cǎi)用螺栓與基礎連接，假設風機殼體剛性支撐，螺栓連接處完全約束。爲簡化計算，調用ANSYS的子空間疊代法對W機殼體的進行模态分析。子空間疊代法運算穩定,适宜與計算機
内存相匹配。
5.結語
由於(yú)隔震裝置所採(cǎi)用的材料通常爲高分子阻尼材料，而高分子阻尼材料通常表現爲粘彈性性
質，所以採(cǎi)用線性或經典粘彈性阻尼-位移關系來 研究基礎隔震體系的動力特性就顯得不太合适。 本文基於(yú)分數導數理論、粘彈性理論和結構隔震理
論,研究瞭(le)分數導數Kelvin模型描述的單自由度基 礎(chǔ)隔震體系f動力特性，分析瞭(le)阻尼比、分數導數
微分算子的tr數和頻率比對(duì)隔震結構位移響應放 大比的影響，研究結果表明：分數導(dǎo)數微分算子的
階數對隔震結構位移響應放大比的影響較大，且适 用範圍較廣；採(cǎi)用分數導數模型時，阻尼比對隔震 結構位移響應放大比的影響與經典粘彈(dàn)性模型有
較大區别。這些研究爲結構的隔震設計提供瞭(le)參(cān)考。
1羅茨風機同步齒
（1）傳動齒輪分爲主動齒輪和從動齒輪，兩齒輪的齒數和模數均相同，所不同的是從動齒輪的輪毂上有四個半圓形孔和兩個銷釘孔，用於(yú)調整轉子的徑向間隙。傳動齒輪在安裝時，保證兩個齒輪同步旋轉，以避免引起側隙，裝配後要有較小的側隙，因随著(zhe)運行時間的增加磨損加大，引起側隙增加，當齒輪側隙接近葉輪最小間隙時，兩葉輪會發生撞擊現象，從而引起振動。
（2）在檢查同步齒輪時，要檢查齒圈是否有毛刺、裂紋。齒表面的接觸情況，接觸是否均勻，接觸面是否在齒牙中間。檢查齒輪和軸頸的配合情況，鍵與鍵槽的配合情況，鍵與鍵槽的兩側(cè)應無間隙，鍵的上方應有0.3―0.5mm的間隙。同步齒輪用鍵固定後徑向位移不超過0.02mm，齒表面接觸沿齒高不小於(yú)50%，沿齒寬不小於(yú)70%，齒頂間隙取0.2―0.3m（m爲模數）。
2羅茨風機軸承
（1）檢查軸承的内外圈和滾珠有無生鏽、裂紋、碰傷、變(biàn)形。轉動(dòng)軸承是否松懈，有無突然卡住現象。檢查軸承原始間隙是否符合要求，有無磨損。檢查軸承外圈與軸承座配合間隙是否符合要求。
（2）軸承在安裝過(guò)程中，其定位軸承要保證轉子的軸向竄(cuàn)量，軸向竄(cuàn)量通常定位0.2―0.4mm，根據：
a=aLΔt?0.15
a-軸承外圈和軸承蓋(gài)之間(jiān)的軸向間(jiān)隙mm；
a-軸的線(xiàn)脹系數(shù)，取12×10-6℃-1；
L-兩(liǎng)軸承間(jiān)中心距mm；
Δt-軸與機(jī)殼(ké)的溫差，一般取 10-15℃；
3羅茨風機聯軸器
（1）聯(lián)軸器安裝時軸向間(jiān)隙符合下表：
聯(lián)軸器最大外圓直徑(jìng) 106―170 190―260 290―350
軸(zhóu)向間(jiān)隙 2―4 2―4 2―6
聯軸器與軸的配合，包括内孔與軸的配合（H7/K6）。鍵與鍵槽的配合，鍵與鍵槽兩側(cè)應無間隙，鍵的上方應有（0.3―0.5）mm的間隙。檢查聯軸器螺栓的彎曲、磨損情況，如有則更換。聯軸器模片是否破損、變(biàn)形。
（2）聯軸器的對(duì)中，徑向圓跳動(dòng)誤差爲0.06mm，端面圓跳動(dòng)誤差爲0.05mm。
4羅茨風(fēng)機(jī)葉輪 工作間隙
葉輪與葉輪之間，葉輪兩端面與牆闆之間的軸向間隙的變(biàn)化也是引起風機振動的主要原因之一。從鼓風機的驅動端看，根據轉子的旋轉方向如圖，主動軸轉向從動軸時二者之間的間隙稱爲正向間隙δo-o，而把主動軸轉離從動軸時的間隙稱爲反向間隙δc-c，顯然對於(yú)1台羅茨鼓風機來說，δo-o和δc-c各有兩處，且它們之間的相位各自相差90°，於(yú)是兩葉輪之間的總間隙δ即爲δo-o+δc-c。
因爲羅茨鼓風機是以一個方向操作使用的。考慮到實際運行中，由於(yú)齒輪輪齒的磨損其輪齒側隙必然逐漸增大，從而引起葉輪之間的正向間隙δo-o逐漸減少而反向間隙δc-c逐漸增大。因此，在調整間隙時，有意識地将正向間隙調整爲總間隙的2/3，即δo-o=2/3δ，而将反向間隙調整爲總間隙的1/3，即δc-c=1/3δ。調整間隙前，可先固定其中一個轉子的齒輪。MJL250b型風機首先要固定主動軸齒輪，主要是由於(yú)調整間隙的剛性輪毂在從動中上，然後通過調整輪毂與齒輪的相對位置來確(què)定葉輪之間的間隙。
5羅茨風(fēng)機(jī) 轉子平衡度
在轉子兩個校正面上同時進行校正平衡，校正後的剩餘不平衡量，以保證轉子在動(dòng)态時是在許用不平衡量的規定範圍内，經動(dòng)平衡檢測(cè)發現旋轉軸的質量中心和旋轉中心不重合，質量相差60克，經過修複複正常。
6總結
（1）動不平衡和軸承均敏感於(yú)轉速的變化。動不平衡引發的振動，隻要未發生二次損傷和持續上升，趨勢較爲平穩，隻要遠離臨界轉速區，一般不會有新的發展。軸承不良引發的振動，具有間歇性、跳動性和突發性，其發展趨勢難以準確(què)預測。不對中引發的振動，發展趨勢比較平緩，軸承支座不均勻膨脹處理得當還可消除。
（2）導緻不平衡的原因有很多種，如不正確(què)的安裝，材料的組合、轉子的下垂、腐蝕、磨損等。經分析聚乙烯羅茨風機振動值超标主要原因是：安裝存在問題，經長時間高負荷運轉，間隙不斷發生改變(biàn)，葉輪與牆闆摩擦，導緻轉子不平衡，造成振動值超标。
（3）要避免此類故障的再次發生，就要在每次檢修安裝調(diào)試時，特别注意安裝步驟的先後，各部位間隙的調(diào)節，軸向竄(cuàn)量的檢查。
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羅茨風機是一種容積式風機，有兩個三葉葉輪在由機殼和牆闆密封的空間中相對(duì)轉動(dòng)。今天，我們就來講講羅茨風機軸承的那些事。
羅茨風機剛開始工作時軸承部位的振動很小，但是随著(zhe)運轉時間的加長，羅茨風機内粉塵會不均勻的附著(zhe)在葉輪上，逐漸破壞風機的動平衡，使軸承振動逐漸加大，一旦振動達到羅茨風機允許的最大值11mm/s時（用振幅值表示的最大允許值如下），羅茨風機必須停機修理（清除粉塵堆積，重做動平衡）。因爲這時已是非常危險的，用戶千萬不可強行使用。在羅茨風機振動接近危險值時，有測振儀表的會報(bào)警。
羅茨風(fēng)機軸承振動(dòng)的最大允許值爲：
（１）用軸承震動(dòng)速度有效顯示時(shí)爲：11mm/s；
（２）用軸承振幅顯示時(shí)爲(wèi)以下值：
a. 電(diàn)機(jī)同步轉速爲3000轉/分時：最大允許值爲：0.1mm（雙振幅）
b. 電(diàn)機(jī)同步轉速爲1500轉/分時：最大允許值爲：0.2mm（雙振幅）
c. 電(diàn)機(jī)同步轉速爲1000轉/分時：最大允許值爲：0.31mm（雙振幅）
d. 電(diàn)機(jī)同步轉速爲750轉/分時：最大允許值爲：0.4mm（雙振幅）
e. 電(diàn)機(jī)同步轉速爲600轉/分時：最大允許值爲：0.5mm（雙振幅）
f. 電(diàn)機(jī)同步轉速爲500轉/分時：最大允許值爲：0.6mm（雙振幅）
羅茨風機的軸承溫度正常時爲≤70℃，如果一旦升高到70℃，有電控的應（會）報(bào)警。此時應查找原因，首先檢查冷卻水是否正常？軸承油位是否正常？如果一時找不到原因，軸承溫度迅速上升到90℃，有電控的應（會）再次發出報(bào)警、停車(chē)信号。
羅茨風機開車(chē)、停車(chē)或運轉過程中，如發現不正常現象應立即進行檢查，檢查發現的小故障應及時查明原因設法消除。如發現大故障（如羅茨風機劇烈振動(dòng)、撞擊、軸承溫度升劇烈上升等）應立即停車(chē)進行檢查。
羅茨風(fēng)機首次運行一個(gè)月後，應重新更新更換潤滑油（或脂）以後除每次拆修後應更換外，正常情況下1～2月更換一次潤滑油（或脂），也可根據實際情況更換潤滑油（或脂）。
正確(què)的維護、保養，是羅茨風(fēng)機安全可靠運行，提高風(fēng)機使用壽命的重要保證。因此，在使用羅茨風(fēng)機時，必須引起充分的重視。
以上文章來源於(yú)上海錦工環保設備(bèi)集團有限公司，如需轉載，請注明出處！
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錦工風機小編瞭(le)解到這樣的情況之後，也查瞭(le)很多資料，發現有很多網友也遇到過很多這樣的問題，下面錦工風機小編将這些資料整理一下，然後分享出來，讓大家漲漲姿勢，也許以後會用得著(zhe)。
引起羅茨鼓風(fēng)機振動(dòng)大的因素較多，主要原因有以下幾種：
1、地腳(jiǎo)螺栓松動(dòng)，主要表現在垂直方向振動(dòng)較大。
2、聯軸器找正不合格，表現有三點(diǎn)：一是軸向振動(dòng)較大，二是與聯軸器靠近的軸承振動(dòng)較大，三是振動(dòng)程度與負荷關系較大。
3、風機基礎(chǔ)剛度差，故障特征爲：一是振動(dòng)頻率爲工頻，振動(dòng)時域波形爲正弦波，二是垂直方向振動(dòng)速度異常。
4、與風(fēng)機(jī)連接的管道配置不合理，主要是與風(fēng)機(jī)連接的防振接頭老化，管道與風(fēng)機(jī)形成共振。
5、同步齒(chǐ)輪齧合間隙大，齒(chǐ)面接觸(chù)精度不夠，也可導緻水平振動超标。
6、轉子不平衡，振動(dòng)表現爲：一是水平方向振動(dòng)較大，且振動(dòng)頻率與轉速同頻，二是振動(dòng)大小與機組負(fù)荷無關。
7、軸承損壞及軸系零件松動(dòng)，主要表現在：一是軸承溫度高並(bìng)有異響，二是水平、軸向、垂直振動(dòng)都有異常。
以上是羅茨鼓風機振動的一些原因，但是不是全部原因，引起羅茨鼓風機振動的原因有很多，不單單是幾條能夠完成的。錦工風機小編還和大家整理一些網友的讨論知識，也把這些給彙總瞭(le)一下，看能否幫(bāng)助到大家：
提問者說：型号：兩葉的羅茨風機，型号RRE250，額定風壓68kpa，電機直聯傳(chuán)動，聯軸器是彈(dàn)性柱銷套式。
問題：振動大不止一次瞭(le)，上次因振動大，殼體、轉子出現裂紋，直接返廠(chǎng)維修的，組裝後廠(chǎng)家試車，出口壓力到60kpa，振動速度爲7.1mm/s。
現場(chǎng)情況：而回到現場(chǎng)後，把出口管路脫開直接排空，振動速度隻有3.1mm/s。可出口加壓到30kpa左右時，振動就到瞭(le)臨界值11.2mm/s（水平方向振動高），加壓到50kpa時，水平方向振動速度就到瞭(le)15mm/s。
附注：聯軸器對中數據是符合标準的，基礎也重新做過，比起廠(chǎng)家剛出廠(chǎng)時的基礎要強多瞭(le)。
請各位給(gěi)分析分析原因，有沒有碰到過(guò)類似的情況呢？
路人甲說：空載時，風機振動很小。随著(zhe)負荷增大，振動也增大。這種現象，有可能是松動引起的，我講的松動，不是地腳螺栓松動（這，可明顯發現），而是配合松動，松動引起風機兩個軸平行不對中，引發振動，即随負荷增大，振動增加。查一查與風機的軸承配合的軸，與軸承配合的孔的間隙。最主要的是：測(cè)一測(cè)振動頻譜和振動相位，大家用頻譜和相位爲你分析風機産生振動故障真正原因。
提問者回答：修理過程都作過檢查，包括配合間隙、軸承磨損情況和同步齒輪配合情況，也都符合标準啊。也看不到軸承跑外圈或跑内圈的情況。還有，在廠家試車時，排壓上去之後也沒有振動。到瞭(le)現場(chǎng)反而不行瞭(le).接瞭(le)像廠家試車時一樣的試車管路也一樣振動偏大。在風機振動是14mm/s時，基礎水平振動大約在8mm/s，但垂直振速不是很高，又不像是基礎剛性不足。現在是聯系廠家，希望能給些指導瞭(le)。
底座的地腳螺栓已經灌漿與基礎一體瞭(le)，而且底座是重新制作加固過的，比出廠所配底座要好多瞭(le)。所以試到現在，也沒有重點懷疑底座。今天按廠家的意見把橡膠波紋管拆掉，排氣短管直接連風機排氣法蘭，然後試車到排壓50kpa，風機振動速度降到瞭(le)8mm/s！看來是橡膠波紋管有問題，現在準備(bèi)把橡膠波紋管換到排氣的消音器後面安裝，再試試看。
路人乙說道：1、鋼(gāng)架比較單(dān)薄，按經驗把鋼(gāng)架肚子裏灌滿。這個好像是自己焊接制造的吧。同時我注意到機器的寬度造成它的腳不在鋼(gāng)架的支架上，而在非常單(dān)薄的鋼(gāng)闆上（下面空的）
2、作爲風機，可以用橡膠管，但是管道必須固定死。我們不提倡用橡膠軟管連接。羅茨風機出口壓力還是有波動的喲。而且你照片中的管道根本沒有固定，隻有支撐(chēng)、TAP塊調(diào)節高度。
3、羅茨風機容易疏忽的是同步齒的齧合間隙、齒輪與軸連接處鍵槽的準確(què)度決定瞭(le)主副轉子的相對90度角的準確(què)。
注意到：根據你的震動(dòng)數據，有共振的嫌疑。所以建議：1、灌滿漿；2、管道硬連接；3、管道支撐(chēng)尤其靠近風機的管道一定要固定死。
提問者回複道：硬連接時是合格的，指示羅茨風機允許硬連接麽，不是都要加彈(dàn)性接頭緩沖(chōng)麽，不然管道熱脹冷縮是不是對風機有影響。
根據這一系列的試車情況，我也感覺應該是基礎有問題，後來沒有對基礎做修改，而是一直研究管道問題，先是做瞭(le)大小頭，降低出口的空氣流速，試車振動超标；後來增加瞭(le)4個立方的緩沖罐，接在風機後，打地腳螺栓固定，試車振動依然超标。現在準備(bèi)再重新買台進口的，選到瞭(le)錦工的三葉風機，人家的風機就宣稱不需要地腳螺栓，整個機組直接放在混凝土水泥地面上就可以瞭(le)。
除瞭(le)基礎可能有問題外，還感覺國産(chǎn)的雙葉羅茨風機在剛性設計上還是有問題，我們的風機是廠家RRE250系列裏風量和風壓最大的，可能剛度不好。
路人丙說道：檢查一下軸向竄量，我剛解決過一個一個類似的問題，如前面的路人說的一樣，如果你不參與檢修，發現原因可能很困難。我解決的一個問題就是我自己親自測繪並(bìng)計算，徹底解決瞭(le)10年的一個老問題。
根據叙述，我猜測的原因，你的軸向竄量可能有問題，你的軸承定位不好，在運轉時，随著(zhe)壓力的增大，你的振動烈度必然随著(zhe)出口壓力的增大而增大。你從軸承座開始一步一步的測繪，将兩軸承的定位餘量留出0.1mm左右，當然根據你的現場物料的溫度確(què)定，查查看看，應該可以解決問題。
認認真真讀完這篇文章，我能夠從(cóng)中發現很多有用的知識，如果您有羅茨鼓風機維修的問題，或者有採(cǎi)購風機的問題，可以聯系我們的官方客服熱線
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