曹廣繼
(江蘇徐塘發(fā)電有限公司,221300)
摘 要:本文分析徐塘電廠一次風(fēng)機(jī)的電機(jī)軸承頻繁出現(xiàn)故障原因,并提出了整改措施。
關(guān)鍵詞:一次風(fēng)機(jī);電機(jī);軸承;振動(dòng)
一、情況簡(jiǎn)介
徐塘電廠#41一次風(fēng)機(jī)自投入運(yùn)行以來(lái),其電動(dòng)機(jī)自由端處軸承多次出現(xiàn)故障,如軸承燒結(jié)、保持架磨損等。電機(jī)與風(fēng)機(jī)技術(shù)參數(shù)如下表:
表1 徐塘電廠一次風(fēng)機(jī)技術(shù)參數(shù)
二、振動(dòng)測(cè)試和分析系統(tǒng)及測(cè)點(diǎn)設(shè)置
本次振動(dòng)檢測(cè)采用了美國(guó)羅克韋爾自動(dòng)化RA-ENTEK由ENSHARE機(jī)械設(shè)備故障高級(jí)監(jiān)測(cè)和診斷軟件、DP1500數(shù)據(jù)采集器/頻譜分析儀及筆記本電腦組成的離線式機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷系統(tǒng)。
該系統(tǒng)通過(guò)振動(dòng)加速度傳感器感受被測(cè)對(duì)象的振動(dòng),由DP1500數(shù)據(jù)采集器/頻譜分析儀采集振動(dòng)信號(hào)并進(jìn)行振動(dòng)頻譜分析,評(píng)定機(jī)器的振動(dòng)質(zhì)量。
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況,振動(dòng)測(cè)點(diǎn)布置如下:
圖中:1、2、3、4分別為電機(jī)自由端、電機(jī)負(fù)荷端、風(fēng)機(jī)負(fù)荷端、風(fēng)機(jī)自由端。
在上述1、2、3、4處分別在水平(H)、垂直(V)、軸向(A)三個(gè)方向進(jìn)行振動(dòng)測(cè)量。為了解基礎(chǔ)狀況,同時(shí)對(duì)電動(dòng)機(jī)機(jī)座進(jìn)行了振動(dòng)測(cè)試。
三、相關(guān)振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)ISO10816/3標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,#41一次風(fēng)機(jī)功率為1400千瓦,額定轉(zhuǎn)速為1490轉(zhuǎn)/分,并且安裝在專用的鋼筋混凝土基礎(chǔ)上。因此,它屬于在剛性支承上的組大型機(jī)器,即額定功率大于300千瓦,小于5萬(wàn)千瓦,在剛性基礎(chǔ)上的大型機(jī)器;轉(zhuǎn)軸高度H>315毫米的電動(dòng)機(jī),它們的振動(dòng)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)為:
評(píng)定區(qū)域A/B:振動(dòng)位移有效值29微米;振動(dòng)速度有效值2.3毫米/秒為分界線,即,軸承座振動(dòng)小于29微米有效值或小于2.3毫米/秒有效值,機(jī)器的振動(dòng)評(píng)定為A區(qū)域,即屬于新交付使用的機(jī)器的振動(dòng)通??陕湓诖藚^(qū)域內(nèi)。
評(píng)定區(qū)域B/C:振動(dòng)位移有效值57微米;振動(dòng)速度有效值4.5毫米/秒為分界線,即,軸承座振動(dòng)大于29微米有效值或2.3毫米/秒有效值,小于57微米有效值或4.5毫米/秒有效值,機(jī)器的振動(dòng)可評(píng)定為B區(qū)域,即該機(jī)器的處在此區(qū)域時(shí),可以考慮無(wú)限長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。
評(píng)定區(qū)域C/D:振動(dòng)位移有效值90微米;振動(dòng)速度有效值7.1毫米/秒為分界線,即軸承座振動(dòng)大于57微米有效值或4.5毫米/秒有效值,小于90微米有效值或7.1毫米/秒有效值,機(jī)器振動(dòng)可評(píng)定為C區(qū)域,即機(jī)器振動(dòng)處于此區(qū)域時(shí),一般考慮不適宜作長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行。通常該機(jī)器只能在此狀態(tài)下運(yùn)行有限時(shí)間,應(yīng)當(dāng)安排在一合適的機(jī)會(huì)進(jìn)行維修。
如果軸承座振動(dòng)大于90微米有效值或7.1毫米/秒有效值,該機(jī)器的振動(dòng)可評(píng)定為D區(qū)域,即機(jī)器的振動(dòng)處在此區(qū)域內(nèi)時(shí),通常應(yīng)該考慮其振動(dòng)烈度足以導(dǎo)致機(jī)器損壞。
四、#41一次風(fēng)機(jī)振動(dòng)測(cè)試結(jié)果及分析
1、振動(dòng)幅值分析:
表2 軸承位置的振動(dòng)測(cè)量結(jié)果

由上表中數(shù)據(jù)看出,其振動(dòng)幅值均在ISO10816/3標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定A區(qū)和B區(qū)范圍內(nèi)。但在軸承2處的振動(dòng)較其他風(fēng)機(jī)振動(dòng)大。
2、振動(dòng)頻譜分析:
為了解引起機(jī)器振動(dòng)的原因,還同時(shí)采集了各測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)頻譜,如下圖:
圖1 軸承1水平位置測(cè)得的頻譜圖

圖2 軸承2水平位置測(cè)得的頻譜圖
由以上頻譜圖可發(fā)現(xiàn),#41一次風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)兩端的振動(dòng)成分,以1、2、3倍頻為主,說(shuō)明該機(jī)存在軸不對(duì)中問(wèn)題。
3、峰值能量頻譜分析:
峰值能量譜主要用來(lái)早期發(fā)現(xiàn)具有高頻故障信息的機(jī)器構(gòu)件的故障,如滾動(dòng)軸承、嚙合齒輪等的早期故障,以便對(duì)其故障的發(fā)展進(jìn)行監(jiān)測(cè),做到及時(shí)的維護(hù)。
在軸承1和軸承2水平位置測(cè)得的峰值能量頻譜圖:
圖3 軸承1水平位置測(cè)得的峰值能量頻譜圖
圖4 軸承2水平位置測(cè)得的峰值能量頻譜圖
由以上峰值能量譜圖可發(fā)現(xiàn),軸承2具有較明顯的軸承故障特征頻率振動(dòng)成分,如保持架故障頻率,外滾道故障頻率的1、2、3次諧波,這說(shuō)明該軸承已經(jīng)出現(xiàn)早期故障特征,應(yīng)進(jìn)行定期監(jiān)測(cè);軸承1的峰值能量頻譜圖中也表現(xiàn)出某些軸承故障特征頻率振動(dòng)成分:內(nèi)滾道故障頻率,外滾道故障頻率的1、2、3次諧波,只是其值很小,這可能是測(cè)試點(diǎn)距離軸承較遠(yuǎn)所至(受現(xiàn)場(chǎng)條件限制,傳感器無(wú)法直接放置在1點(diǎn)的軸承座上),應(yīng)在電機(jī)殼體內(nèi)自由端軸承座上安裝固定傳感器,以便更準(zhǔn)確的實(shí)施監(jiān)測(cè)。
五、結(jié)論
根據(jù)上述測(cè)量和分析結(jié)果,可總結(jié)如下的結(jié)論:
1、根據(jù)ISO10816/3標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定,目前#41一次風(fēng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)振動(dòng)烈度不超標(biāo),可繼續(xù)運(yùn)行。
2、電機(jī)兩端的峰值能量譜顯示,自由端和負(fù)荷端的NU332E/C3滾動(dòng)軸承具有早期故障特征,應(yīng)注意監(jiān)測(cè)。其中,為了準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)自由端的軸承狀況,應(yīng)在機(jī)殼內(nèi)軸承座處安裝固定的振動(dòng)傳感器。
3、電機(jī)兩端的振動(dòng)頻譜圖顯示,該機(jī)存在軸不對(duì)中問(wèn)題,應(yīng)檢查聯(lián)軸節(jié)處的對(duì)中情況和電機(jī)支撐座的水平情況。
按照上述結(jié)論,公司技術(shù)人員利用小修時(shí)間,對(duì)#41一次風(fēng)機(jī)進(jìn)行了調(diào)整,一次風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后,軸承振動(dòng)等參數(shù)均在合格范圍。
參考文獻(xiàn):
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2、ISO10816/3-1995,機(jī)械振動(dòng),在非旋轉(zhuǎn)部件上測(cè)量和評(píng)價(jià)機(jī)器振動(dòng),第三部分額定功率大于15千瓦和額定轉(zhuǎn)速在120至15,000轉(zhuǎn)/分在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的工業(yè)機(jī)器應(yīng)用指南。
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6、RA-ENTEK狀態(tài)監(jiān)測(cè),振動(dòng)故障分析和診斷,下冊(cè),特殊振動(dòng)故障分析和診斷。