技術 | 振動分析在風機軸承故障診斷中的應用

某公司2500t/d水泥生產線使用的某公司型號W6-2x30-14 No.35F高溫風機，風機運轉過程中，對風機的電機和風機軸承進行振動監測，振動監測點見圖1。測點為圖1的①②③④位置，每個測點測量三個方向的數據，即水平、垂直、軸向。

圖1 振動檢查點

2014年8月3日進行巡檢，通過使用某公司605D數據采集器采集數據及波形，檢測出軸承加速度值大，因數據量較大，本文只列出4個測點水平方向的數值，具體振動測量值見表1。

表1 振動測量值

(1)故障頻率計算。風機轉速960r/min，則轉頻=轉速/60=16Hz；

風機軸承型號為：23048CC/W33，生產廠家SKF，通過查詢SKF滾動軸承特征頻率表，查得23048CC/W33軸承故障頻率見表2。

根據故障頻率=轉頻×特征頻率，計算出軸承故障頻率見表3。

(2)頻譜分析。風機輸入端軸承座水平方向振動值及頻譜，測點為gwfj一3h，信號類型，速度(mm/s)，見表4，各部位故障頻率的頻譜圖見圖2。

表4 水平方向振動值及頻譜

圖2 各部位故障頻率的頻譜圖

由表2及圖2可知低頻值正常，在高頻272.5Hz振值為4.16mm/s，292.5Hz振值為3.65mm/s且存在邊頻帶，其余頻率值正常，與軸承內圈故障頻率260.4Hz接近，判斷為軸承內圈故障。

(3)結果驗證。由于近期設備無檢修計劃，為了不影響生產，且風機振動不劇烈，無異常聲音，可繼續運行一段時間，決定利用檢修來處理，在此期間風機監護運行，并每天檢查一次。10月8日檢查發現軸承座逐漸出現異常聲音，加速度及速度值也成上升趨勢，風機速度在4.5～7.5mm/s之間波動，多次出現7.5mm/s以上的振值，而風機速度保護值設置為8mm/s，超過了保護值風機將跳停，為了避免風機跳停造成停窯，將速度保護值設置為10mm/s，10月19日檢修時對軸承進行了更換，避免了設備事故的發生。

將風機軸承座打開后發現軸承內圈有一道裂縫，外圈滾道及滾動體有麻點，且在滾道內發現一塊止推墊的破損件。將軸承座打開后發現軸承鎖母松動，止推墊止扣斷裂，軸承在軸向竄動量10mm，并且在軸承滾道內發現止推墊破損件，判斷為止推墊斷裂后鎖母松動，造成軸承無法固定在軸上竄動，導致軸承跑內圓及破裂。

軸承更換后，風機運轉平穩，各測點速度及加速度值都在正常值范圍內，具體數據見圖3及表5。

圖3 軸承更換后頻譜圖

表5 軸承更換后不同測點參數

通過對比，軸承故障頻率計算值與實際測量值存在誤差，造成誤差的原因有：

(1)儀器本身的測量精度。

(2)理論值軸承內外圈無跑圓及滾動體純滾動時的值，但實際運行中當軸承出現故障，如內外圈出現點蝕，都會造成軸承滾動體與內外圈發生相對滑動，勢必會影響軸承的故障頻率。

(3)高溫風機為液偶調速，實際轉速也理論轉速有偏差。

(1)此軸承2014年1月檢修更換軸承時止推墊斷裂，因無配件將止推墊裂縫焊接后安裝，在運行過程中焊縫再次開裂，導致軸承鎖緊定位螺母松動，軸承軸向竄動后發生損壞，故在設備維修時注重細節。

(2)風機運行前期溫度、聲音及振動都在正常范圍，但通過頻譜分析及時發現軸承故障，采取有效措施防止了設備事故的發生。該公司借鑒此次振動分析在故障診斷中的成功應用，對所有主機設備每周采集一次頻譜并分析，及時發現了生料磨高速齒輪聯軸器打齒、尾排風機電機軸承故障，防止了事故的發生。

作者：頡志宏，陳梁

來源：《甘谷祁連山水泥有限公司》

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