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                技術 | 振動分析在風機軸承故障診斷中的應用

                來源:《甘谷祁連山水泥有限公司》 發布日期:2020/12/16 編輯:張翀
                核心提示:振動分析在風機軸承故障診斷中的應用
                一、存在的問題


                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


                二、計算分析


                (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


                表2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。


                三、結語


                (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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