脫硫風(fēng)機(jī)軸承故障診斷

1、脫硫風(fēng)機(jī)軸承故障診斷陳珊珊/常州工學(xué)院 胡 軍/鞍鋼設(shè)備保障部 摘要：通過(guò)對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行測(cè)試，根據(jù)故障診斷的原理，對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，指出了風(fēng)機(jī)軸向振動(dòng)大的主要原因，是軸承安裝精度不夠造成的。診斷結(jié)果與實(shí)際相符，說(shuō)明了故障診斷技術(shù)在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備管理和維修中的重要性。關(guān)鍵詞：離心式通風(fēng)機(jī)；軸承；振動(dòng)；故障診斷中圖分類(lèi)號(hào)：TH432 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1006-8155（2008）02-0081-03Fault Diagnosis of Bearings in Desulfurization FansAbstract: The analysis on the measurement data of

2、 fans is carried out based on the mechanism of fault diagnosis. The main reason for the heavy axial vibration in fans is that the installation accuracy of bearings is not enough. The consistency between the diagnosis result and actual result shows that the importance of fault diagnosis technology on

3、 device management and maintenance. Key words: centrifugal fans; bearing; vibration; fault diagnosis 0 引言某煉鋼廠離心式脫硫風(fēng)機(jī)運(yùn)行幾個(gè)月以來(lái)， 現(xiàn)場(chǎng)反映風(fēng)機(jī)工作一直不正常，軸向振動(dòng)較大（軸向振動(dòng)比徑向大很多），而且振動(dòng)劣化趨勢(shì)發(fā)展很快。為了提早作好維修準(zhǔn)備，并為確定維修決策提供依據(jù)，從2006年9月13日開(kāi)始，到2007年1月29日，對(duì)該風(fēng)機(jī)連續(xù)進(jìn)行了跟蹤監(jiān)測(cè)，同時(shí)對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、趨勢(shì)預(yù)測(cè)及故障診斷。1 設(shè)備主要參數(shù)及設(shè)備簡(jiǎn)圖1.1 風(fēng)機(jī)設(shè)備簡(jiǎn)圖(圖1)風(fēng)機(jī)測(cè)點(diǎn)6液力偶合器測(cè)點(diǎn)4測(cè)點(diǎn)5

4、軸承4軸承3測(cè)點(diǎn)3測(cè)點(diǎn)2軸承2軸承1電機(jī)測(cè)點(diǎn)1圖1 脫硫風(fēng)機(jī)設(shè)備簡(jiǎn)圖及測(cè)點(diǎn)布置圖1.2 風(fēng)機(jī)主要參數(shù)電機(jī)轉(zhuǎn)速： 742 r/min，容量1200kW液力耦合器：輸入軸轉(zhuǎn)速742 r/min、輸出軸轉(zhuǎn)速 582 r/min 液力耦合器滾動(dòng)軸承型號(hào)：輸入端：32234，輸出端：176234風(fēng)機(jī)兩側(cè)的滾動(dòng)軸承型號(hào)：22344CA 聯(lián)軸器型式：彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，尼龍棒數(shù)量16個(gè)本文其他作者：盧天義/鞍鋼職工大學(xué)收稿日期：2007-11-06 常州市 213002風(fēng)機(jī)葉片數(shù)：102 計(jì)算頻率風(fēng)機(jī)主軸的回轉(zhuǎn)頻率和滾動(dòng)軸承的故障特征頻率1計(jì)算見(jiàn)表1。 表1 風(fēng)機(jī)主軸的回轉(zhuǎn)頻率和滾動(dòng)軸承的故障特征頻率計(jì)算 Hz

5、計(jì)算量公式計(jì)算結(jié)果 輸入軸的回轉(zhuǎn)頻率= n1 /6012.3輸出軸的回轉(zhuǎn)頻率2= n2 /60葉片的工作頻率葉片數(shù)內(nèi)圈故障特征頻率外圈故障特征頻率滾動(dòng)體故障特征頻率保持架故障特征頻率注：fr 2為液力耦合器輸出軸的回轉(zhuǎn)頻率。3 測(cè)試參數(shù)選擇和測(cè)點(diǎn)的布置根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)反映的情況，對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行連續(xù)跟蹤測(cè)試，重點(diǎn)對(duì)風(fēng)機(jī)輸入端軸承（測(cè)點(diǎn)5）進(jìn)行監(jiān)測(cè) ，采用加速度傳感器分別測(cè)量垂直、水平和軸向3個(gè)方向的振動(dòng)數(shù)值，測(cè)點(diǎn)布置見(jiàn)圖1。4 測(cè)試結(jié)果及分析對(duì)測(cè)試數(shù)值進(jìn)行分析比較后，發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)輸入端軸承（測(cè)點(diǎn)5）的軸向振動(dòng)最大，與現(xiàn)場(chǎng)反映的情況基本相符。 2006年6月13日，對(duì)測(cè)點(diǎn)5軸向振動(dòng)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，頻譜圖及時(shí)域

6、波形圖見(jiàn)圖2。(G-s）加速度 (mm/s ）速度峰值 頻譜分析時(shí)間（s）頻率（Hz）時(shí)域波形分析設(shè)備號(hào)：1-5圖2 測(cè)點(diǎn)5軸向振動(dòng)頻譜圖及時(shí)域波形圖 5 分析診斷2從頻譜圖（見(jiàn)圖2上圖）中發(fā)現(xiàn)，最高峰值所對(duì)應(yīng)的頻率恰好為軸承外圈故障特征頻率2（此時(shí)液力耦合器輸出軸的轉(zhuǎn)速n2 = 443 r/min），軸承外圈特征頻率成分為60.31Hz（測(cè)量時(shí)n2 = 442.8 量時(shí)n2 = 469 r/min），而且高次諧波能量也很大，從時(shí)域波形圖也可以看出，存在著明顯的時(shí)域沖擊。風(fēng)機(jī)輸入軸和輸出軸回轉(zhuǎn)頻率及倍頻對(duì)應(yīng)的峰值都很低。因此初步斷定 ：風(fēng)機(jī)軸向振動(dòng)大，主要是由于風(fēng)機(jī)輸入端軸承外圈出現(xiàn)故障造成的

7、3。從以后的連續(xù)跟蹤測(cè)試還發(fā)現(xiàn)，其振動(dòng)劣化趨勢(shì)發(fā)展很快，尤其是2007年1月29日測(cè)試的結(jié)果顯示，振動(dòng)能量是4個(gè)月前的2倍，可能已達(dá)到損壞的程度，而軸承運(yùn)行的時(shí)間卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到軸承的使用壽命。因此，初步判定該滾動(dòng)軸承（風(fēng)機(jī)輸入端軸承）的安裝存在問(wèn)題。綜合考慮各種因素后得出結(jié)論，其主要原因是軸承安裝精度不夠，外圈出現(xiàn)變形，造成軸承間隙在圓周方向上大小不均，使得軸承部分接觸面潤(rùn)滑不好，而引起碰摩，從而造成軸承的損壞。根據(jù)2007年1月29日測(cè)試的結(jié)果，建議使用單位立即更換此軸承。 剝落處 圖3 軸承損傷照片6 軸承損壞的分析與研究2007年2月，該廠檢修時(shí)，在風(fēng)機(jī)軸承組解體后，發(fā)現(xiàn)軸承外圈兩處大面

8、積剝落（見(jiàn)圖3），其損傷程度已達(dá)到非常危險(xiǎn)的程度(見(jiàn)圖3)，如果再繼續(xù)運(yùn)行，將可能導(dǎo)致大的運(yùn)行事故。根據(jù)上面軸承損傷實(shí)物的照片可以看出：（1）該軸承是雙列調(diào)心滾子軸承，雙列滾子只有一列損壞，另一列完好，這說(shuō)明軸承工作時(shí)處于嚴(yán)重的偏載狀態(tài)；（2）軸承的兩處損傷，對(duì)稱于軸承理論載荷的最大區(qū)域，以載荷區(qū)和非載荷區(qū)兩端為長(zhǎng)軸呈橢圓形，這說(shuō)明軸承外圈有變形的情況存在。經(jīng)診斷和分析得出結(jié)論：造成風(fēng)機(jī)軸向振動(dòng)增大，狀態(tài)劣化處于故障狀態(tài)的直接原因是軸承外圈的變形及損壞，而使軸承損壞的根本原因，卻是軸承的安裝精度問(wèn)題，診斷結(jié)論與實(shí)際情況基本相符。從這個(gè)例子及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備故障原因的統(tǒng)計(jì)來(lái)看，設(shè)備的安裝精度不夠往往也是造成設(shè)備過(guò)早損壞的非常主要的原因之一。由設(shè)備安裝精度不夠所引起的設(shè)備故障，是人為造成的，但也是完全可以避免的。因此，提高安