某水泥廠熟料倉(cāng)振源測(cè)試分析
概述：
某水泥廠生產(chǎn)過程中熟料倉(cāng)周圍場(chǎng)地經(jīng)常出現(xiàn)無(wú)規(guī)律的沖擊振動(dòng),，振動(dòng)傳至員工宿舍和辦公區(qū)，震撼明顯,，為了查明振動(dòng)原因并進(jìn)行治理,，對(duì)熟料倉(cāng)及其周圍場(chǎng)地和設(shè)備的振動(dòng)分別進(jìn)行了測(cè)試和分析。
測(cè)試分析主要儀器
ICP加速度傳感器 INV9828 水平向低頻拾振器 891-II(H) 垂直向低頻拾振器 891-II(V) INV3060S 數(shù)據(jù)采集儀 DASP V10 數(shù)據(jù)采集和分析軟件 筆記本電腦
振源分析 振源的尋找是在初步判斷的主要振源分布的基礎(chǔ)上進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,，依據(jù)振動(dòng)產(chǎn)生和傳播的規(guī)律,，結(jié)合信號(hào)處理方法分析獲得。
熟料倉(cāng)底振動(dòng)分析
測(cè)點(diǎn)1、2,、3分別距離輥壓機(jī)房東墻根0m,、13m、26m,，垂直方向,，如表1所示。其振動(dòng)時(shí)域信號(hào)如圖3所示,，從圖3的振動(dòng)測(cè)試結(jié)果可以看出熟料庫(kù)附近地面存在沖擊振動(dòng),，且沖擊振動(dòng)時(shí)間差不是固定值，與人的感覺一致,，由此可以判斷該沖擊振動(dòng)不是由穩(wěn)態(tài)振動(dòng)引起的,。
圖1 熟料倉(cāng)底振動(dòng)測(cè)試時(shí)域信號(hào)
二號(hào)熟料倉(cāng)底南北方向振動(dòng)測(cè)試
為了測(cè)試沖擊振動(dòng)信號(hào)傳播方向及來(lái)源,，按表1中第二批的測(cè)點(diǎn)位置布置拾振器,，圖4中的信號(hào)來(lái)源于按南北方向布置的3個(gè)垂直拾振器，其中1通道和4通道相距33m,，和6通道相距53m,。分別對(duì)1通道和4通道信號(hào)，1通道和6通道信號(hào)作互相關(guān)分析,，計(jì)算信號(hào)傳播時(shí)間,，計(jì)算結(jié)果如圖5所示，由互相關(guān)分析結(jié)果可知,，測(cè)點(diǎn)1傳播至測(cè)點(diǎn)4的時(shí)間為0.215417s,，測(cè)點(diǎn)1傳播至測(cè)點(diǎn)6的時(shí)間為0.368167s，這說明沖擊振動(dòng)信號(hào)是由測(cè)點(diǎn)1經(jīng)測(cè)點(diǎn)4傳播至測(cè)點(diǎn)6的,，即振動(dòng)信號(hào)傳播方向由北向南,。
圖4 2號(hào)倉(cāng)底南北方向振動(dòng)時(shí)域信號(hào) 圖5 2號(hào)倉(cāng)南北方向通道1和4及1和6互相關(guān)分析結(jié)果二號(hào)熟料倉(cāng)底東西方向振動(dòng)測(cè)試
按表1第三批各測(cè)點(diǎn)位置布置拾振器，圖6中的信號(hào)來(lái)源于按東西方向布置的3個(gè)垂直拾振器,，其中1通道和4通道相距28m,，和6通道相距46m。分別對(duì)1通道和4通道信號(hào),，1通道和6通道信號(hào)作互相關(guān)分析,，計(jì)算信號(hào)傳播時(shí)間，計(jì)算結(jié)果如圖7所示,，由互相關(guān)分析結(jié)果可知,，測(cè)點(diǎn)1傳播至測(cè)點(diǎn)4的時(shí)間為0.113583s，測(cè)點(diǎn)1傳播至測(cè)點(diǎn)6的時(shí)間為0.180167s,，這說明沖擊振動(dòng)信號(hào)是由測(cè)點(diǎn)1經(jīng)測(cè)點(diǎn)4傳播至測(cè)點(diǎn)6的,，即振動(dòng)信號(hào)傳播方向由東向西。
由東西和南北方向沖擊振動(dòng)傳播規(guī)律即可得到?jīng)_擊振源位于1號(hào)傳感器附近,，即1,、2號(hào)熟料庫(kù),，其位置示意圖如圖2所示。為了排除其它可能性,，對(duì)輥壓機(jī)房和球磨機(jī)房等安裝有較大激振設(shè)備的地方也進(jìn)行了測(cè)試并進(jìn)行了對(duì)比,。
圖6 2號(hào)倉(cāng)底東西方向振動(dòng)時(shí)域信號(hào) 圖7 2號(hào)倉(cāng)東西方向通道1和4及1和6互相關(guān)分析結(jié)果輥壓機(jī)房振動(dòng)測(cè)試
輥壓機(jī)房振動(dòng)測(cè)試按表1第四批測(cè)點(diǎn)位置布置各傳感器，測(cè)試時(shí)域信號(hào)如圖8所示,。從圖8中可以看出前6個(gè)通道均有沖擊振動(dòng)特征,，而且第一通道“0m垂直”要比第三通道“二層垂直”達(dá)到最大值的時(shí)間早，同樣,，“0m水平東西”和“二層水平東西”也具有相同的特征,，這說明沖擊信號(hào)是由地面?zhèn)鞑ブ凛亯簷C(jī)廠房二層的；后面三個(gè)加速度信號(hào)無(wú)沖擊特征,，這說明地面沖擊振動(dòng)與輥壓機(jī)及提升皮帶的振動(dòng)無(wú)關(guān),，從而排除輥壓機(jī)房設(shè)備引起沖擊振動(dòng)的可能性。對(duì)3至6通道信號(hào)作頻譜分析,，如圖9所示,，信號(hào)能量主要集在24.8712Hz，這與輥壓機(jī)電機(jī)工作頻率（1472/60=24.53Hz）比較吻合,，這說明輥壓機(jī)房的振動(dòng)主要是由輥壓機(jī)電機(jī)引起的穩(wěn)態(tài)振動(dòng),。
圖8 輥壓機(jī)房振動(dòng)測(cè)試時(shí)域信號(hào)
圖9 輥壓機(jī)房振動(dòng)測(cè)試3至6通道信號(hào)頻譜
球磨機(jī)房與熟料倉(cāng)振動(dòng)對(duì)比
球磨機(jī)房與熟料倉(cāng)振動(dòng)對(duì)比測(cè)試按表1第五批測(cè)點(diǎn)布置各傳感器，測(cè)試時(shí)域信號(hào)如圖10所示,，圖10上部為球磨機(jī)房垂直振動(dòng),，下部為熟料倉(cāng)外垂直振動(dòng)，由上,、下對(duì)比可以看出料倉(cāng)外有沖擊振動(dòng)時(shí)而球磨機(jī)房里卻不明顯,，這說明沖擊振動(dòng)不是由球磨機(jī)房引起的；將圖10中270s至272s的數(shù)據(jù)進(jìn)行局部放大如圖11所示,，由圖11可以看出沖擊振動(dòng)先傳至料倉(cāng)外傳感器再傳至球磨機(jī)房傳感器,，這也說明沖擊振動(dòng)不是由球磨機(jī)房引起的，與球磨機(jī)房機(jī)器振動(dòng)無(wú)關(guān),。2號(hào)熟料倉(cāng)頂振動(dòng)測(cè)試
熟料倉(cāng)頂在垂直方向,、水平南北方向和水平東西方向均呈現(xiàn)出自由衰減振動(dòng)的特點(diǎn)，其時(shí)域波形和頻譜圖如圖12和圖13所示,。這其實(shí)是沖擊振動(dòng)激勵(lì)起了熟料倉(cāng)的固有頻率,，如果熟料倉(cāng)長(zhǎng)期處于這種工作環(huán)境中，有可能會(huì)發(fā)生疲勞,，引起結(jié)構(gòu)破壞,。
結(jié)論與建議 結(jié)論
沖擊振動(dòng)振源為兩個(gè)熟料倉(cāng)，由于熟料倉(cāng)的倉(cāng)位比較高，熟料堆積起來(lái)料倉(cāng)底部熟料被壓實(shí),，當(dāng)熟料倉(cāng)底部出料時(shí),，形成中空，當(dāng)中空達(dá)到一定的程度時(shí),，倉(cāng)位突然下落形成沖擊振動(dòng)向外傳播,，圖14和圖15分別是只有1號(hào)熟料倉(cāng)下料時(shí)輥壓機(jī)車間振動(dòng)測(cè)試結(jié)果和只有2號(hào)熟料倉(cāng)下料時(shí)輥壓機(jī)車間振動(dòng)測(cè)試結(jié)果（測(cè)點(diǎn)面布置見表1第四批輥壓車間測(cè)試），由圖14和圖15對(duì)比可以看出：兩個(gè)熟料庫(kù)單獨(dú)工作時(shí)均會(huì)產(chǎn)生沖擊振動(dòng),，但1號(hào)熟料倉(cāng)單獨(dú)工作時(shí)產(chǎn)生的沖擊振動(dòng)要比2號(hào)熟料庫(kù)單獨(dú)工作時(shí)產(chǎn)生的沖擊振動(dòng)小,，并且也沒有2號(hào)熟料倉(cāng)單獨(dú)工作時(shí)產(chǎn)生的沖擊振動(dòng)頻繁，這可能與兩個(gè)熟料庫(kù)內(nèi)當(dāng)時(shí)的熟料狀態(tài)有關(guān),，如堆積時(shí)間長(zhǎng)短,、倉(cāng)位高低（測(cè)試時(shí)1號(hào)倉(cāng)熟料距倉(cāng)頂20m，2號(hào)倉(cāng)熟料距倉(cāng)頂9m）等,，但總的規(guī)律是一致的,，都會(huì)產(chǎn)生沖擊振動(dòng)向外傳播。 圖10 球磨機(jī)房與熟料倉(cāng)振動(dòng)對(duì)比測(cè)試時(shí)域信號(hào)
圖11 球磨機(jī)房與熟料倉(cāng)振動(dòng)對(duì)比測(cè)試時(shí)域信號(hào)270s-272s局部放大
圖12 熟料倉(cāng)頂振動(dòng)時(shí)域波形
圖13 熟料倉(cāng)頂振動(dòng)頻譜分析結(jié)果圖14 僅1號(hào)熟料倉(cāng)下料時(shí)輥壓機(jī)房振動(dòng)時(shí)域信號(hào) 圖15 僅2號(hào)熟料庫(kù)下料時(shí)輥壓機(jī)房振動(dòng)時(shí)域信號(hào)
治理建議
熟料倉(cāng)沖擊振動(dòng)會(huì)激勵(lì)起熟料倉(cāng)的固有頻率,，如果熟料倉(cāng)長(zhǎng)期處于這種工作環(huán)境中,，有可能會(huì)發(fā)生疲勞,，引起結(jié)構(gòu)破壞,，建議利用年檢的機(jī)會(huì)清空熟料倉(cāng)進(jìn)行徹底檢查；另外可以考慮在熟料倉(cāng)頂部測(cè)量倉(cāng)位的孔中加一根能伸到倉(cāng)底的攪拌桿,，用電機(jī)帶動(dòng),，這樣可以徹底消除沖擊振動(dòng)。