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振動(dòng)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)電機(jī)滾動(dòng)軸承潤(rùn)滑不良故障

2013-07-12

王俊洪
（馬鋼華陽(yáng)設(shè)備診斷工程有限公司）
　　摘　要：通過振動(dòng)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)了某電機(jī)滾動(dòng)軸承潤(rùn)滑不良故障，加油后軸承運(yùn)轉(zhuǎn)狀況明顯好轉(zhuǎn)。文中給出了一個(gè)脂潤(rùn)滑電機(jī)滾動(dòng)軸承潤(rùn)滑不良時(shí)的振動(dòng)特點(diǎn)，對(duì)于脂潤(rùn)滑電機(jī)滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑狀態(tài)分析有參考價(jià)值。
　　關(guān)鍵詞：滾動(dòng)軸承；潤(rùn)滑不良；精確性監(jiān)測(cè)；事前維修
　　1　案例分析
　　在實(shí)踐中有許多滾動(dòng)軸承不能達(dá)到其預(yù)期壽命，其中有相當(dāng)部分是由于不正確的潤(rùn)滑引起的，缺油是一個(gè)重要原因。
　　某軋鋼生產(chǎn)線一直流電機(jī)，其驅(qū)動(dòng)端和非驅(qū)動(dòng)端滾動(dòng)軸承均采用油脂潤(rùn)滑。2006年9月份，軋鋼生產(chǎn)線進(jìn)行了5～6天的檢修，該電機(jī)未做任何處理。在檢修后恢復(fù)生產(chǎn)時(shí)，測(cè)試發(fā)現(xiàn)電機(jī)前驅(qū)動(dòng)端和非驅(qū)動(dòng)端滾動(dòng)軸承6個(gè)測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)速度值（2～1000Hz）基本正常，都小于1mm/s（測(cè)試時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速713rpm），但是電機(jī)驅(qū)動(dòng)端軸承振動(dòng)加速度較大，特別是垂直方向振動(dòng)加速度有效值（2～5000Hz）達(dá)到44.46m/s2，圖1為電機(jī)驅(qū)動(dòng)端軸承垂直方向的振動(dòng)加速度頻譜。而根據(jù)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，正常情況下該電機(jī)驅(qū)動(dòng)端軸承的振動(dòng)加速度有效值應(yīng)在10m/s2左右。
　　由圖1可知，在2500～5000Hz頻段有大量無規(guī)律的譜線。根據(jù)監(jiān)測(cè)經(jīng)驗(yàn)，軸承有缺陷一般會(huì)在2000Hz～5000Hz（或更高）范圍內(nèi)出現(xiàn)這種譜線，因軸承的型式、轉(zhuǎn)速和負(fù)荷不同，中心譜線的位置可能有區(qū)別。
圖1　加油前電機(jī)驅(qū)動(dòng)端軸承振動(dòng)加速度頻譜
　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，出現(xiàn)這種譜線的常見原因有：（1）軸承滾道或滾動(dòng)體存在早期缺陷。通過這個(gè)頻段的包絡(luò)解調(diào)分析可以發(fā)現(xiàn)軸承的這些缺陷。本例中包絡(luò)解調(diào)分析并沒有發(fā)現(xiàn)軸承滾道或滾動(dòng)體的缺陷。（2）軸承潤(rùn)滑效果下降時(shí)，該頻段的譜線幅值也會(huì)顯著上升。如果不及時(shí)加油，就可能很快造成軸承磨損和早期剝落，導(dǎo)致溫度升高、振動(dòng)增大和軸承過早失效。
　　根據(jù)以上分析，建議立即加油。加油幾十分鐘后，再次進(jìn)行了測(cè)量，圖2為加油后電機(jī)驅(qū)動(dòng)端軸承垂直方向的振動(dòng)加速度頻譜，可見2500～5000Hz頻段的譜線幅值大幅度下降。加油后電機(jī)驅(qū)動(dòng)端軸承垂直方向的振動(dòng)加速度有效值（2～5000Hz）為5.73m/s2，效果非常顯著。
 
圖2　加油后電機(jī)驅(qū)動(dòng)端軸承振動(dòng)加速度頻譜
　　圖3為同一座標(biāo)刻度下加油前后的振動(dòng)加速度圖譜變化情況。在后來幾個(gè)月的監(jiān)測(cè)中，電機(jī)驅(qū)動(dòng)端軸承的振動(dòng)加速度有效值基本上穩(wěn)定在10m/s2左右。
圖3　加油前后電機(jī)驅(qū)動(dòng)端軸承振動(dòng)加速度頻譜對(duì)比
　　2　體會(huì)
　　本例說明：（1）脂潤(rùn)滑的電機(jī)軸承過大的振動(dòng)加速度值是不正?，F(xiàn)象，一般預(yù)示著潤(rùn)滑不良或者軸承存在早期或中期缺陷，應(yīng)引起注意。（2）滾動(dòng)軸承潤(rùn)滑狀態(tài)對(duì)振動(dòng)加速度值影響巨大，對(duì)2000～5000Hz頻段加速度頻譜影響巨大。（3）振動(dòng)監(jiān)測(cè)在某些情況下可以發(fā)現(xiàn)電機(jī)軸承的潤(rùn)滑不良現(xiàn)象，如果長(zhǎng)期積累經(jīng)驗(yàn)，可以實(shí)現(xiàn)軸承的按狀態(tài)加油。振動(dòng)監(jiān)測(cè)對(duì)于軸承再潤(rùn)滑和延長(zhǎng)電機(jī)壽命有積極作用。（4）振動(dòng)監(jiān)測(cè)應(yīng)作為電機(jī)軸承潤(rùn)滑管理程序中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。
　　機(jī)械設(shè)備故障的出現(xiàn)和發(fā)展具有潛在性和漸發(fā)性的特點(diǎn)。因此可以利用更精確的監(jiān)測(cè)方法發(fā)現(xiàn)設(shè)備更早期的缺陷和故障，把設(shè)備缺陷和故障消滅在萌芽階段。當(dāng)前，隨著振動(dòng)數(shù)據(jù)采集器在生產(chǎn)一線的普及，為實(shí)現(xiàn)設(shè)備的精確性監(jiān)測(cè)創(chuàng)造了條件。以往在車間一線多利用簡(jiǎn)單的振動(dòng)儀測(cè)試振幅，這種方法雖然可以把握設(shè)備的運(yùn)行趨勢(shì)，但是設(shè)備出現(xiàn)了什么缺陷比較難于判斷，特別是有些早期缺陷對(duì)振幅影響不大。通過設(shè)備的精確性監(jiān)測(cè)（即振動(dòng)監(jiān)測(cè)的參數(shù)更加豐富，如幅值、波形、各種頻譜、無量綱參數(shù)等都監(jiān)測(cè)），對(duì)設(shè)備早期缺陷的認(rèn)識(shí)更加明確，發(fā)現(xiàn)早期缺陷的時(shí)間更加提前，在這種情況下，可以在設(shè)備早期缺陷出現(xiàn)時(shí)，立即采取針對(duì)性的維護(hù)策略，以護(hù)代修，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的事前維修或零故障運(yùn)行。