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：通過對風(fēng)機(jī)進(jìn)行測試，根據(jù)故障診斷的原理，對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，指出了風(fēng)機(jī)軸向振動大的主要原因，是軸承安裝精度不夠造成的。診斷結(jié)果與實(shí)際相符，說明了故障診斷技術(shù)在現(xiàn)場設(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；故障診斷中圖分類號：TH432 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B文章編號：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)行幾個月以來， 現(xiàn)場反映風(fēng)機(jī)工作一直不正常，軸向振動較大（軸向振動比徑向大很多），而且振動劣化趨勢發(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日開始，到2007年1月29日，對該風(fēng)機(jī)連續(xù)進(jìn)行了跟蹤監(jiān)測，同時對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、趨勢預(yù)測及故障診斷。1 設(shè)備主要參數(shù)及設(shè)備簡圖1.1 風(fēng)機(jī)設(shè)備簡圖(圖1)風(fēng)機(jī)測點(diǎn)6液力偶合器測點(diǎn)4測點(diǎn)5

4、軸承4軸承3測點(diǎn)3測點(diǎn)2軸承2軸承1電機(jī)測點(diǎn)1圖1 脫硫風(fēng)機(jī)設(shè)備簡圖及測點(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 液力耦合器滾動軸承型號：輸入端：32234，輸出端：176234風(fēng)機(jī)兩側(cè)的滾動軸承型號：22344CA 聯(lián)軸器型式：彈性柱銷聯(lián)軸器，尼龍棒數(shù)量16個本文其他作者：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)頻率和滾動軸承的故障特征頻率1計(jì)算見表1。 表1 風(fēng)機(jī)主軸的回轉(zhuǎn)頻率和滾動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 測試參數(shù)選擇和測點(diǎn)的布置根據(jù)現(xiàn)場反映的情況，對風(fēng)機(jī)進(jìn)行連續(xù)跟蹤測試，重點(diǎn)對風(fēng)機(jī)輸入端軸承（測點(diǎn)5）進(jìn)行監(jiān)測 ，采用加速度傳感器分別測量垂直、水平和軸向3個方向的振動數(shù)值，測點(diǎn)布置見圖1。4 測試結(jié)果及分析對測試數(shù)值進(jìn)行分析比較后，發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)輸入端軸承（測點(diǎn)5）的軸向振動最大，與現(xiàn)場反映的情況基本相符。 2006年6月13日，對測點(diǎn)5軸向振動測試數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，頻譜圖及時域

6、波形圖見圖2。(G-s）加速度 (mm/s ）速度峰值 頻譜分析時間（s）頻率（Hz）時域波形分析設(shè)備號：1-5圖2 測點(diǎn)5軸向振動頻譜圖及時域波形圖 5 分析診斷2從頻譜圖（見圖2上圖）中發(fā)現(xiàn)，最高峰值所對應(yīng)的頻率恰好為軸承外圈故障特征頻率2（此時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（測量時n2 = 442.8 量時n2 = 469 r/min），而且高次諧波能量也很大，從時域波形圖也可以看出，存在著明顯的時域沖擊。風(fēng)機(jī)輸入軸和輸出軸回轉(zhuǎn)頻率及倍頻對應(yīng)的峰值都很低。因此初步斷定 ：風(fēng)機(jī)軸向振動大，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)跟蹤測試還發(fā)現(xiàn)，其振動劣化趨勢發(fā)展很快，尤其是2007年1月29日測試的結(jié)果顯示，振動能量是4個月前的2倍，可能已達(dá)到損壞的程度，而軸承運(yùn)行的時間卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到軸承的使用壽命。因此，初步判定該滾動軸承（風(fēng)機(jī)輸入端軸承）的安裝存在問題。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，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（見圖3），其損傷程度已達(dá)到非常危險的程度(見圖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，這說明軸承工作時處于嚴(yán)重的偏載狀態(tài)；（2）軸承的兩處損傷，對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)兩端為長軸呈橢圓形，這說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題，診斷結(jié)論與實(shí)際情況基本相符。從這個例子及現(xiàn)場設(shè)備故障原因的統(tǒng)計(jì)來看，設(shè)備的安裝精度不夠往往也是造成設(shè)備過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