造船用风机运行中的异常振动与噪音成因及综合治理方案

风机在运行时产生一定的振动和噪音是正常现象，但当其超出允许范围，成为“异常”时，便是设备发出的故障预警信号。在船舶这一对舒适性和安全性要求极高的封闭空间内，风机的异常振动与噪音问题尤为突出。它不仅严重影响船员和乘客的居住舒适度，还可能预示着机械故障的萌生，甚至引发结构疲劳共振，威胁航行安全。因此，准确诊断其成因并实施综合治理至关重要。异常振动的根源可归结为转子的不平衡、对中不良、轴承损坏、松动以及气动扰动等几大类。转子不平衡是常见的原因，由于叶轮制造误差、安装不当或长期运行后腐蚀、磨损、污垢不均匀附着，导致其质量中心与旋转中心不重合，从而产生周期性的离心力，引发与转速同频的高幅振动。对中不良通常发生在电机与风机采用联轴器连接的结构中，安装时或因船体变形导致两轴的中心线存在径向或角度偏差，运行时会产生巨大的附加应力，导致振动加剧和轴承、联轴器的过早损坏。轴承作为支撑转子的关键部件，其磨损、疲劳剥落、润滑不良或游隙不当都会直接导致振动加剧，并通常伴随特定频率的噪音。机械松动，如地脚螺栓松动、叶轮紧固螺母松动等，会使整个风机的基础约束失效，振动幅值会显著增大。此外，气动性振动也不容忽视，当风机工作在非设计工况，尤其是进入喘振区时，气流会剧烈分离和脉动，引发低频高幅的剧烈振动。噪音则是振动的孪生兄弟，主要源于空气动力性噪音和机械性噪音。空气动力性噪音由涡流噪音和旋转噪音组成，与叶轮形状、转速、风压密切相关；机械性噪音则直接由上述振动源（轴承、齿轮、电机等）通过结构传递产生。治理风机异常振动与噪音需遵循“先诊断，后治理”的原则，采取系统性方案。首先，在制造与安装阶段就必须严把质量关。叶轮出厂前必须经过高精度的动平衡校正，确保残余不平衡量在标准之内；安装时，必须使用激光对中仪等精密工具确保电机与风机的对中精度；所有紧固件必须按照要求的扭矩拧紧并采取防松措施。其次，在运行维护阶段，应建立状态监测制度。通过便携式振动分析仪定期采集风机的振动数据（如速度、加速度、位移值），进行频谱分析，可以精准定位故障源：工频峰值高多为动不平衡；二倍工频突出可能对中不良；高频段能量高则可能轴承损坏。对于噪音，可使用声级计进行测量，并辅以声学相机等工具进行声源定位。然后，根据诊断结果进行针对性治理：对动不平衡的叶轮进行现场动平衡或返厂校正；重新对中；更换损坏的轴承并确保润滑优良；紧固所有松动部件。对于气动噪音和振动，则需检查系统阻力，确保风机工作在高效区，避免喘振发生。此外，从传播路径上控制也是有效手段，如在风机进出口安装柔性非金属接头（如帆布软接）以隔断振动传递；为风机加装减振基座（如橡胶减振器或弹簧减振器）；对噪音要求极高的舱室，甚至可以在风道外壁敷设隔音/吸音材料。综上所述，解决造船用风机的振动与噪音问题是一个涉及设计、制造、安装、调试和维护全过程的综合性工程，需要运用科学的诊断技术和系统的治理方案，才能还船舶一个安静、平稳、安全的运行环境。