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振動監(jiān)測發(fā)現(xiàn)電機(jī)滾動軸承潤滑不良故障

2013-07-12

王俊洪
（馬鋼華陽設(shè)備診斷工程有限公司）
　　摘　要：通過振動監(jiān)測發(fā)現(xiàn)了某電機(jī)滾動軸承潤滑不良故障，加油后軸承運(yùn)轉(zhuǎn)狀況明顯好轉(zhuǎn)。文中給出了一個脂潤滑電機(jī)滾動軸承潤滑不良時的振動特點(diǎn)，對于脂潤滑電機(jī)滾動軸承的潤滑狀態(tài)分析有參考價值。
　　關(guān)鍵詞：滾動軸承；潤滑不良；精確性監(jiān)測；事前維修
　　1　案例分析
　　在實踐中有許多滾動軸承不能達(dá)到其預(yù)期壽命，其中有相當(dāng)部分是由于不正確的潤滑引起的，缺油是一個重要原因。
　　某軋鋼生產(chǎn)線一直流電機(jī)，其驅(qū)動端和非驅(qū)動端滾動軸承均采用油脂潤滑。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，測試發(fā)現(xiàn)電機(jī)前驅(qū)動端和非驅(qū)動端滾動軸承6個測點(diǎn)的振動速度值（2～1000Hz）基本正常，都小于1mm/s（測試時電機(jī)轉(zhuǎn)速713rpm），但是電機(jī)驅(qū)動端軸承振動加速度較大，特別是垂直方向振動加速度有效值（2～5000Hz）達(dá)到44.46m/s2，圖1為電機(jī)驅(qū)動端軸承垂直方向的振動加速度頻譜。而根據(jù)長期監(jiān)測數(shù)據(jù)，正常情況下該電機(jī)驅(qū)動端軸承的振動加速度有效值應(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)測經(jīng)驗，軸承有缺陷一般會在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)動端軸承振動加速度頻譜
　　根據(jù)經(jīng)驗，出現(xiàn)這種譜線的常見原因有：（1）軸承滾道或滾動體存在早期缺陷。通過這個頻段的包絡(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)軸承滾道或滾動體的缺陷。（2）軸承潤滑效果下降時，該頻段的譜線幅值也會顯著上升。如果不及時加油，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)行了測量，圖2為加油后電機(jī)驅(qū)動端軸承垂直方向的振動加速度頻譜，可見2500～5000Hz頻段的譜線幅值大幅度下降。加油后電機(jī)驅(qū)動端軸承垂直方向的振動加速度有效值（2～5000Hz）為5.73m/s2，效果非常顯著。
 
圖2　加油后電機(jī)驅(qū)動端軸承振動加速度頻譜
　　圖3為同一座標(biāo)刻度下加油前后的振動加速度圖譜變化情況。在后來幾個月的監(jiān)測中，電機(jī)驅(qū)動端軸承的振動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)動端軸承振動加速度頻譜對比
　　2　體會
　　本例說明：（1）脂潤滑的電機(jī)軸承過大的振動加速度值是不正常現(xiàn)象，一般預(yù)示著潤滑不良或者軸承存在早期或中期缺陷，應(yīng)引起注意。（2）滾動軸承潤滑狀態(tài)對振動加速度值影響巨大，對2000～5000Hz頻段加速度頻譜影響巨大。（3）振動監(jiān)測在某些情況下可以發(fā)現(xiàn)電機(jī)軸承的潤滑不良現(xiàn)象，如果長期積累經(jīng)驗，可以實現(xiàn)軸承的按狀態(tài)加油。振動監(jiān)測對于軸承再潤滑和延長電機(jī)壽命有積極作用。（4）振動監(jiān)測應(yīng)作為電機(jī)軸承潤滑管理程序中的一個重要環(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，隨著振動數(shù)據(jù)采集器在生產(chǎn)一線的普及，為實現(xiàn)設(shè)備的精確性監(jiān)測創(chuàng)造了條件。以往在車間一線多利用簡單的振動儀測試振幅，這種方法雖然可以把握設(shè)備的運(yùn)行趨勢，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振幅影響不大。通過設(shè)備的精確性監(jiān)測（即振動監(jiān)測的參數(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），對設(shè)備早期缺陷的認(rèn)識更加明確，發(fā)現(xiàn)早期缺陷的時間更加提前，在這種情況下，可以在設(shè)備早期缺陷出現(xiàn)時，立即采取針對性的維護(hù)策略，以護(hù)代修，實現(xiàn)設(shè)備的事前維修或零故障運(yùn)行。