振動(dòng)監(jiān)測(cè)在滑動(dòng)軸承故障診斷中應(yīng)用

1、 文良才2013.10.7振動(dòng)監(jiān)測(cè)在滑動(dòng)軸承故障診斷中的應(yīng)用 振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)在旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)在旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用相當(dāng)廣泛。因滑動(dòng)軸承備中應(yīng)用相當(dāng)廣泛。因滑動(dòng)軸承運(yùn)行穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)，在公司運(yùn)行穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)，在公司很多大型設(shè)備普遍采用，這些大很多大型設(shè)備普遍采用，這些大型設(shè)備是公司關(guān)鍵型設(shè)備是公司關(guān)鍵A類設(shè)備?；瑒?dòng)類設(shè)備?；瑒?dòng)軸承一旦發(fā)生故障就會(huì)直接影響軸承一旦發(fā)生故障就會(huì)直接影響到公司生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)，因此掌握滑動(dòng)到公司生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)，因此掌握滑動(dòng)軸承的運(yùn)行狀況就顯得尤為重要。軸承的運(yùn)行狀況就顯得尤為重要。摘摘 要要 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞振動(dòng)振動(dòng)監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè) 滑動(dòng)滑動(dòng)軸承軸承 A類類設(shè)備設(shè)備 頻譜頻譜分析分析

2、一、概述一、概述 滑動(dòng)軸承由于具有優(yōu)良的抗振性能和較滑動(dòng)軸承由于具有優(yōu)良的抗振性能和較長(zhǎng)的工作壽命長(zhǎng)的工作壽命,因而在旋轉(zhuǎn)機(jī)械中獲得廣泛應(yīng)因而在旋轉(zhuǎn)機(jī)械中獲得廣泛應(yīng)用。而巴氏合金因其具有獨(dú)特的機(jī)械性能用。而巴氏合金因其具有獨(dú)特的機(jī)械性能,被被很多大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械廣泛采用，成為滑動(dòng)軸承很多大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械廣泛采用，成為滑動(dòng)軸承最常見的材料之一。在日常工作中最常見的材料之一。在日常工作中,因滑動(dòng)軸因滑動(dòng)軸承故障導(dǎo)致停機(jī)停產(chǎn)，從而造成很大經(jīng)濟(jì)損承故障導(dǎo)致停機(jī)停產(chǎn)，從而造成很大經(jīng)濟(jì)損失的情況時(shí)有發(fā)生?；瑒?dòng)軸承是旋轉(zhuǎn)設(shè)備中失的情況時(shí)有發(fā)生?；瑒?dòng)軸承是旋轉(zhuǎn)設(shè)備中最為精密的部件，它在設(shè)備中擔(dān)當(dāng)不可或缺、最為精密的部

3、件，它在設(shè)備中擔(dān)當(dāng)不可或缺、至關(guān)重要的角色，它的好壞直接關(guān)系到設(shè)備至關(guān)重要的角色，它的好壞直接關(guān)系到設(shè)備能否正常穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。能否正常穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。一、概述一、概述 滑動(dòng)軸承狀態(tài)監(jiān)測(cè)，分在線監(jiān)測(cè)與離線滑動(dòng)軸承狀態(tài)監(jiān)測(cè)，分在線監(jiān)測(cè)與離線監(jiān)測(cè)，在公司內(nèi)相當(dāng)部分設(shè)備已采用在線監(jiān)監(jiān)測(cè)，在公司內(nèi)相當(dāng)部分設(shè)備已采用在線監(jiān)測(cè)（如汽輪發(fā)電機(jī)組、高壓給水泵、煤氣排測(cè)（如汽輪發(fā)電機(jī)組、高壓給水泵、煤氣排送機(jī)、空壓機(jī)、原料磨機(jī)等），但采集的信送機(jī)、空壓機(jī)、原料磨機(jī)等），但采集的信息相對(duì)較簡(jiǎn)單，甚至還有不少設(shè)備沒(méi)有安裝息相對(duì)較簡(jiǎn)單，甚至還有不少設(shè)備沒(méi)有安裝在線監(jiān)控設(shè)備，因此針對(duì)公司關(guān)鍵設(shè)備一般在線監(jiān)控設(shè)備，因此針對(duì)公

4、司關(guān)鍵設(shè)備一般采用離線監(jiān)測(cè)方式進(jìn)行監(jiān)控。隨時(shí)掌握關(guān)鍵采用離線監(jiān)測(cè)方式進(jìn)行監(jiān)控。隨時(shí)掌握關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行狀況與問(wèn)題設(shè)備變化趨勢(shì)以便實(shí)設(shè)備的運(yùn)行狀況與問(wèn)題設(shè)備變化趨勢(shì)以便實(shí)施計(jì)劃性檢修。同時(shí)可以為檢修提供指導(dǎo)性施計(jì)劃性檢修。同時(shí)可以為檢修提供指導(dǎo)性意見，也可以規(guī)避過(guò)渡維修與重復(fù)性維修，意見，也可以規(guī)避過(guò)渡維修與重復(fù)性維修，最大限度降低維修成本。最大限度降低維修成本。一、概述一、概述 滑動(dòng)軸承狀態(tài)監(jiān)測(cè)，分在線監(jiān)測(cè)與離線滑動(dòng)軸承狀態(tài)監(jiān)測(cè)，分在線監(jiān)測(cè)與離線監(jiān)測(cè)，在公司內(nèi)相當(dāng)部分設(shè)備已采用在線監(jiān)監(jiān)測(cè)，在公司內(nèi)相當(dāng)部分設(shè)備已采用在線監(jiān)測(cè)（如汽輪發(fā)電機(jī)組、高壓給水泵、煤氣排測(cè)（如汽輪發(fā)電機(jī)組、高壓給水泵、煤氣排

5、送機(jī)、空壓機(jī)、原料磨機(jī)等），但采集的信送機(jī)、空壓機(jī)、原料磨機(jī)等），但采集的信息相對(duì)較簡(jiǎn)單，甚至還有不少設(shè)備沒(méi)有安裝息相對(duì)較簡(jiǎn)單，甚至還有不少設(shè)備沒(méi)有安裝在線監(jiān)控設(shè)備，因此針對(duì)公司關(guān)鍵設(shè)備一般在線監(jiān)控設(shè)備，因此針對(duì)公司關(guān)鍵設(shè)備一般采用離線監(jiān)測(cè)方式進(jìn)行監(jiān)控。隨時(shí)掌握關(guān)鍵采用離線監(jiān)測(cè)方式進(jìn)行監(jiān)控。隨時(shí)掌握關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行狀況與問(wèn)題設(shè)備變化趨勢(shì)以便實(shí)設(shè)備的運(yùn)行狀況與問(wèn)題設(shè)備變化趨勢(shì)以便實(shí)施計(jì)劃性檢修。同時(shí)可以為檢修提供指導(dǎo)性施計(jì)劃性檢修。同時(shí)可以為檢修提供指導(dǎo)性意見，也可以規(guī)避過(guò)渡維修與重復(fù)性維修，意見，也可以規(guī)避過(guò)渡維修與重復(fù)性維修，最大限度降低維修成本。最大限度降低維修成本。二、滑動(dòng)軸承的失效方式二

6、、滑動(dòng)軸承的失效方式刮傷：進(jìn)入軸承間隙的硬顆?；蜉S徑表面粗糙刮傷：進(jìn)入軸承間隙的硬顆?；蜉S徑表面粗糙的微觀輪廓尖峰，在軸承表面劃出線狀傷痕。的微觀輪廓尖峰，在軸承表面劃出線狀傷痕。2疲勞剝落：在載荷的反復(fù)作用下，軸承表面出現(xiàn)與滑疲勞剝落：在載荷的反復(fù)作用下，軸承表面出現(xiàn)與滑動(dòng)方向垂直的疲勞裂紋，擴(kuò)展后造成軸承材料剝落。動(dòng)方向垂直的疲勞裂紋，擴(kuò)展后造成軸承材料剝落。43 3磨粒磨損：進(jìn)入軸承間隙的硬顆粒有的磨粒磨損：進(jìn)入軸承間隙的硬顆粒有的隨軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)軸承表面起研磨作用。隨軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)軸承表面起研磨作用。3 1了解滑動(dòng)軸承的失效方式與失效原因有助于故障的診斷。了解滑動(dòng)軸承的失效方式與失效原

7、因有助于故障的診斷。膠合：當(dāng)瞬時(shí)溫升過(guò)高，載荷過(guò)大，油膜破裂、油質(zhì)變差或供油膠合：當(dāng)瞬時(shí)溫升過(guò)高，載荷過(guò)大，油膜破裂、油質(zhì)變差或供油不足時(shí)，軸承表面材料發(fā)生粘附和遷移，造成軸承損傷。不足時(shí)，軸承表面材料發(fā)生粘附和遷移，造成軸承損傷。腐蝕：潤(rùn)滑劑在使用中不斷氧化，所生成的酸性物腐蝕：潤(rùn)滑劑在使用中不斷氧化，所生成的酸性物質(zhì)對(duì)軸承材料有腐蝕，材料腐蝕易形成點(diǎn)狀剝落。質(zhì)對(duì)軸承材料有腐蝕，材料腐蝕易形成點(diǎn)狀剝落。3 5二、滑動(dòng)軸承的失效方式二、滑動(dòng)軸承的失效方式3 6其它失效形式其它失效形式:氣蝕：氣流沖蝕零件表面引起的機(jī)械磨損；氣蝕：氣流沖蝕零件表面引起的機(jī)械磨損；流體侵蝕：流體沖蝕零件表面引起的機(jī)

8、械磨損；流體侵蝕：流體沖蝕零件表面引起的機(jī)械磨損；電侵蝕：電化學(xué)或電離作用引起的機(jī)械磨損；電侵蝕：電化學(xué)或電離作用引起的機(jī)械磨損；微動(dòng)磨損：發(fā)生在名義上相對(duì)靜止，實(shí)際上存在微動(dòng)磨損：發(fā)生在名義上相對(duì)靜止，實(shí)際上存在循環(huán)的微幅相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)緊密接觸的表面上。循環(huán)的微幅相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)緊密接觸的表面上。除此之外，油膜渦動(dòng)、喘振、碰摩、不平衡、不對(duì)中、松動(dòng)等除此之外，油膜渦動(dòng)、喘振、碰摩、不平衡、不對(duì)中、松動(dòng)等問(wèn)題都會(huì)加劇軸承的失效。問(wèn)題都會(huì)加劇軸承的失效。二、滑動(dòng)軸承的失效方式二、滑動(dòng)軸承的失效方式軸瓦失效實(shí)例軸瓦失效實(shí)例軸瓦磨損軸瓦磨損 表面劃傷表面劃傷 二、滑動(dòng)軸承的失效方式二、滑動(dòng)軸承的失效方

9、式軸瓦失效實(shí)例軸瓦失效實(shí)例疲勞點(diǎn)蝕疲勞點(diǎn)蝕 三、振動(dòng)監(jiān)測(cè)方法三、振動(dòng)監(jiān)測(cè)方法定測(cè)點(diǎn)定測(cè)點(diǎn)選參數(shù)選參數(shù)選設(shè)備選設(shè)備選擇適合選擇適合于振動(dòng)監(jiān)于振動(dòng)監(jiān)測(cè)的設(shè)備測(cè)的設(shè)備以取得良以取得良好的經(jīng)濟(jì)好的經(jīng)濟(jì)效益和技效益和技術(shù)效果術(shù)效果選擇在軸選擇在軸承座上。承座上。一個(gè)測(cè)點(diǎn)一個(gè)測(cè)點(diǎn)一般應(yīng)在一般應(yīng)在水平徑向水平徑向、垂直徑、垂直徑向和軸向向和軸向三個(gè)方向三個(gè)方向監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)公司大多數(shù)公司大多數(shù)設(shè)備的特征設(shè)備的特征頻率都在頻率都在10至幾百赫茲至幾百赫茲之間，一般之間，一般選擇振動(dòng)幅選擇振動(dòng)幅值與振動(dòng)速值與振動(dòng)速度有效值來(lái)度有效值來(lái)評(píng)價(jià)設(shè)備的評(píng)價(jià)設(shè)備的狀態(tài)狀態(tài)我公司的設(shè)我公司的設(shè)備監(jiān)測(cè)周期備監(jiān)測(cè)周期一般為一般為37

10、天，對(duì)存在天，對(duì)存在問(wèn)題的設(shè)備問(wèn)題的設(shè)備縮短監(jiān)測(cè)周縮短監(jiān)測(cè)周期。參考標(biāo)期。參考標(biāo)準(zhǔn)如下表準(zhǔn)如下表1定周期定周期三、振動(dòng)監(jiān)測(cè)方法三、振動(dòng)監(jiān)測(cè)方法整數(shù)據(jù)整數(shù)據(jù)趨勢(shì)分析趨勢(shì)分析選標(biāo)準(zhǔn)選標(biāo)準(zhǔn)公司關(guān)鍵設(shè)備眾公司關(guān)鍵設(shè)備眾多，功率不同，多，功率不同，轉(zhuǎn)速不同，因此轉(zhuǎn)速不同，因此應(yīng)針對(duì)不同的設(shè)應(yīng)針對(duì)不同的設(shè)備選用不同的評(píng)備選用不同的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。參考標(biāo)判標(biāo)準(zhǔn)。參考標(biāo)準(zhǔn)如下表準(zhǔn)如下表1每次得到的數(shù)據(jù)每次得到的數(shù)據(jù)都分門別類的輸都分門別類的輸入計(jì)算機(jī)，建立入計(jì)算機(jī)，建立監(jiān)測(cè)設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)監(jiān)測(cè)設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)相關(guān)判別，根據(jù)相關(guān)判別標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)定相關(guān)測(cè)點(diǎn)的報(bào)警值測(cè)點(diǎn)的報(bào)警值以振動(dòng)有效值以振動(dòng)有效值時(shí)間等建立被監(jiān)測(cè)

11、時(shí)間等建立被監(jiān)測(cè)設(shè)備振動(dòng)狀態(tài)趨勢(shì)設(shè)備振動(dòng)狀態(tài)趨勢(shì)曲線圖。在趨勢(shì)圖曲線圖。在趨勢(shì)圖上可隨時(shí)了解設(shè)備上可隨時(shí)了解設(shè)備的實(shí)時(shí)技術(shù)狀況，的實(shí)時(shí)技術(shù)狀況，判明設(shè)備是否存在判明設(shè)備是否存在異常，并及時(shí)調(diào)整異常，并及時(shí)調(diào)整監(jiān)測(cè)手段監(jiān)測(cè)手段 進(jìn)一步測(cè)進(jìn)一步測(cè)試、分析、找出異試、分析、找出異常原因常原因三、振動(dòng)監(jiān)測(cè)方法三、振動(dòng)監(jiān)測(cè)方法振動(dòng)速度均振動(dòng)速度均方根值（方根值（mm/s）類（小型機(jī)類（小型機(jī)械、械、15KW以以下電機(jī)）下電機(jī)）類（中型機(jī)類（中型機(jī)械、械、1575KW電機(jī)）電機(jī)）類（剛性安類（剛性安裝的大型機(jī)械）裝的大型機(jī)械）類（柔性安類（柔性安裝的裝的 型號(hào)機(jī)械）型號(hào)機(jī)械）0.28AAAA0.450.7

12、11.12B1.8B2.8CB4.5CB7.1DC11.2DC18D28D45表表1三、振動(dòng)監(jiān)測(cè)方法三、振動(dòng)監(jiān)測(cè)方法狀態(tài)監(jiān)測(cè)人員應(yīng)了解和掌握設(shè)備原理、結(jié)構(gòu)狀態(tài)監(jiān)測(cè)人員應(yīng)了解和掌握設(shè)備原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、維修歷史、故障維修內(nèi)容以及設(shè)備診斷特點(diǎn)、維修歷史、故障維修內(nèi)容以及設(shè)備診斷技術(shù)資料（如軸承類型、型號(hào)、工況等）；其技術(shù)資料（如軸承類型、型號(hào)、工況等）；其次應(yīng)選擇適合的數(shù)據(jù)采集儀器并在實(shí)測(cè)過(guò)程中次應(yīng)選擇適合的數(shù)據(jù)采集儀器并在實(shí)測(cè)過(guò)程中嚴(yán)格按照操作規(guī)程使用儀器，保證測(cè)試數(shù)據(jù)真嚴(yán)格按照操作規(guī)程使用儀器，保證測(cè)試數(shù)據(jù)真實(shí)反應(yīng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)；第三、在測(cè)試程中要實(shí)反應(yīng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)；第三、在測(cè)試程中要結(jié)合設(shè)備

13、的其它參數(shù)諸如油溫、水溫、壓力、結(jié)合設(shè)備的其它參數(shù)諸如油溫、水溫、壓力、聲音等相關(guān)參數(shù)反映的信息進(jìn)行綜合診斷聲音等相關(guān)參數(shù)反映的信息進(jìn)行綜合診斷四、實(shí)測(cè)舉例四、實(shí)測(cè)舉例 動(dòng)力廠煤氣排送機(jī)是電機(jī)直驅(qū)滑動(dòng)軸承簡(jiǎn)支支撐的動(dòng)力廠煤氣排送機(jī)是電機(jī)直驅(qū)滑動(dòng)軸承簡(jiǎn)支支撐的關(guān)鍵關(guān)鍵A類風(fēng)機(jī)設(shè)備（示意圖如圖類風(fēng)機(jī)設(shè)備（示意圖如圖1），），4#排送機(jī)在排送機(jī)在3月份月份開起之后電機(jī)前端軸承振動(dòng)逐漸增大甚至超過(guò)報(bào)警值。開起之后電機(jī)前端軸承振動(dòng)逐漸增大甚至超過(guò)報(bào)警值。如表如表2：圖圖1四、實(shí)測(cè)舉例四、實(shí)測(cè)舉例測(cè)點(diǎn)位置測(cè)點(diǎn)位置測(cè)點(diǎn)方向測(cè)點(diǎn)方向振動(dòng)速度振動(dòng)速度（mm/s）測(cè)點(diǎn)位置測(cè)點(diǎn)位置測(cè)點(diǎn)方向測(cè)點(diǎn)方向振動(dòng)速度振動(dòng)速度（

14、mm/s）1水平方向水平方向5.1363水平方向水平方向3.169垂直方向垂直方向3.743垂直方向垂直方向2.508軸向軸向3.486軸向軸向3.6252水平方向水平方向3.4874水平方向水平方向3.768垂直方向垂直方向2.211垂直方向垂直方向2.126軸向軸向4.179軸向軸向1.884表表2四、實(shí)測(cè)舉例四、實(shí)測(cè)舉例檢測(cè)數(shù)據(jù)分析：檢測(cè)數(shù)據(jù)分析：1、電機(jī)驅(qū)動(dòng)端軸向、電機(jī)驅(qū)動(dòng)端水平方向、電機(jī)驅(qū)動(dòng)端軸向、電機(jī)驅(qū)動(dòng)端水平方向1XRPM、2XRPM、3XRPM振動(dòng)值偏大。如下圖振動(dòng)值偏大。如下圖2、圖、圖3：圖圖2電機(jī)前軸向電機(jī)前軸向圖圖3電機(jī)前水平電機(jī)前水平四、實(shí)測(cè)舉例四、實(shí)測(cè)舉例檢測(cè)數(shù)據(jù)分

15、析：檢測(cè)數(shù)據(jù)分析：2、相位差相對(duì)穩(wěn)定，聯(lián)軸器兩端軸向相位差、相位差相對(duì)穩(wěn)定，聯(lián)軸器兩端軸向相位差177，接近，接近180 綜上所述情況，跟據(jù)振動(dòng)值、特征頻譜、綜上所述情況，跟據(jù)振動(dòng)值、特征頻譜、振動(dòng)趨勢(shì)曲線圖等分析，振動(dòng)趨勢(shì)曲線圖等分析，4#排送機(jī)存在滑動(dòng)軸排送機(jī)存在滑動(dòng)軸承間隙偏大、轉(zhuǎn)子不平衡與對(duì)中不良情況，建承間隙偏大、轉(zhuǎn)子不平衡與對(duì)中不良情況，建議擇機(jī)停機(jī)檢修。議擇機(jī)停機(jī)檢修。分析結(jié)論分析結(jié)論四、實(shí)測(cè)舉例四、實(shí)測(cè)舉例檢修過(guò)程驗(yàn)證檢修過(guò)程驗(yàn)證： 于于6月底停機(jī)檢查發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)兩端軸瓦下瓦開裂小塊（如圖月底停機(jī)檢查發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)兩端軸瓦下瓦開裂小塊（如圖3、圖、圖4），電機(jī)軸瓦有明顯磨損（如圖），電機(jī)

16、軸瓦有明顯磨損（如圖5），風(fēng)機(jī)葉輪積灰較多，轉(zhuǎn)子不），風(fēng)機(jī)葉輪積灰較多，轉(zhuǎn)子不平衡量為平衡量為36g左右。左右。圖圖3四、實(shí)測(cè)舉例四、實(shí)測(cè)舉例圖圖5圖圖4圖圖5 經(jīng)檢修更換風(fēng)機(jī)前后軸瓦，重新處理并調(diào)整電機(jī)軸瓦，清經(jīng)檢修更換風(fēng)機(jī)前后軸瓦，重新處理并調(diào)整電機(jī)軸瓦，清理風(fēng)機(jī)風(fēng)部及葉輪并做動(dòng)平衡，回裝后各個(gè)測(cè)點(diǎn)振動(dòng)值都下降到理風(fēng)機(jī)風(fēng)部及葉輪并做動(dòng)平衡，回裝后各個(gè)測(cè)點(diǎn)振動(dòng)值都下降到1.7mm/s以下，恢復(fù)正常運(yùn)行。以下，恢復(fù)正常運(yùn)行。五、結(jié)語(yǔ)五、結(jié)語(yǔ) 設(shè)備監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)可以有效地避免意外設(shè)設(shè)備監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)可以有效地避免意外設(shè)備事故，節(jié)約大量維修費(fèi)用，無(wú)論對(duì)安全生產(chǎn)還備事故，節(jié)約大量維修費(fèi)用，無(wú)論對(duì)安全生產(chǎn)還是對(duì)設(shè)備維護(hù)都具有十分重要的意義。設(shè)備狀態(tài)是對(duì)設(shè)備維護(hù)都具有十分重要的意義。設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)工作的開展為設(shè)備預(yù)防性維修提供