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旋轉(zhuǎn)設(shè)備滾動軸承故障診斷實例

2010-06-07

作者：徐濤；張現(xiàn)清
（鄒縣發(fā)電廠）
　　摘　要：介紹鄒縣發(fā)電廠成功運用CSI機械分析儀和RBMware軟件，檢測和診斷1號爐丙排粉機滾動軸承故障實例，通過這個典型案例，充分證明了新技術(shù)的應用在鄒縣發(fā)電廠狀態(tài)檢修中的重要性，設(shè)備并不是故障后再修，而是通過先進的診斷技術(shù)發(fā)現(xiàn)其早期故障，避免設(shè)備損壞事故的發(fā)生。
　　關(guān)鍵詞：滾動軸承；故障；早期診斷
　　1、前言
　　鄒縣發(fā)電廠于2002年1月正式利用CSI診斷儀器對重要輔機進行離線檢測，先后發(fā)現(xiàn)了不少設(shè)備早期故障，其中，1號爐丙排粉機的診斷案例，充分證明了新技術(shù)在鄒縣發(fā)電廠狀態(tài)檢修中的作用。本文重點介紹了1號爐丙排粉機早期故障的發(fā)現(xiàn)、分析和結(jié)論。
　　2、1號爐丙排粉機早期故障的發(fā)現(xiàn)和分析
　　鄒縣發(fā)電廠1號爐丙排粉機是單級離心式風機，型號M5-36-11MO210/2D，流量136850m3/h，全壓13043Pa，轉(zhuǎn)速1485rpm，介質(zhì)為濃度小于10％的煤粉氣流，介質(zhì)溫度70～100℃。配用一高壓交流電動機，功率850kW。風機為懸臂轉(zhuǎn)子，同側(cè)雙支撐結(jié)構(gòu)，兩組支撐軸承布置在同一個軸承箱體內(nèi)，46號機械油潤滑，軸承箱體內(nèi)通有工業(yè)水對軸承進行冷卻。風機側(cè)為兩個并列放置的單列向心短圓柱滾子軸承，型號為日本NSKNu334軸承。風機整體結(jié)構(gòu)見圖1。
　　圖1 風機結(jié)構(gòu)圖
　　1號爐大修前，診斷中心定期對設(shè)備進行檢測，通過對采集的數(shù)據(jù)進行分析，發(fā)現(xiàn)1號爐丙排粉機葉輪側(cè)軸承存在隱患。通過1號爐丙排粉機葉輪側(cè)軸承水平方向振動頻譜圖，分析各振動尖峰值，發(fā)現(xiàn)該處軸承外圈故障頻率（BPFO）及其倍頻出現(xiàn)，說明軸承外圈出現(xiàn)了故障現(xiàn)象。同時，倍頻兩側(cè)均分布有1×轉(zhuǎn)速頻率的邊帶，說明了軸承外圈故障已嚴重到一定程度。圖2為1號爐丙排粉機葉輪側(cè)軸承水平方向振動頻譜圖。
圖2

     該部位軸承為日本NSK軸承，型號Nu334。對照軸承手冊可知，相當于SKF-Nu334型號軸承，利用RBMware軟件的軸承故障頻率計算功能，可計算出該軸承各故障頻率，如表1。
表一

　　從表1可知，額定轉(zhuǎn)速時軸承外圈1×故障頻率為154.10Hz。對照頻譜圖中各振動尖峰值，可以看出頻譜圖出現(xiàn)的軸承外圈故障頻率，軸承外圈故障頻率見表2。
表2

　　利用RBM軟件中的PeakVue技術(shù)，對該軸承水平方向振動情況進行測量，頻譜圖見圖3。
圖3

　　從頻譜圖中可以看出，1kHz頻率采集范圍以內(nèi)，能夠出現(xiàn)的1～6×軸承外圈故障頻率全部出現(xiàn)。這就從另一方面證實，該軸承沖擊能量出現(xiàn)且較大，軸承外圈故障嚴重。
　　3、分析結(jié)論的正確性驗證
　　2002年9月，1號機組大修，利用設(shè)備解體的機會來證實分析的正確性，2002年9月23日1號爐丙排粉機大修，丙排粉機解體后發(fā)現(xiàn)風機端內(nèi)側(cè)軸承外圈出現(xiàn)一徑向貫穿性裂紋，見圖4。該缺陷的發(fā)現(xiàn)，有力地證實了診斷中心利用先進診斷儀器對該缺陷的早期診斷。
圖4

　　2002年8月份，發(fā)現(xiàn)設(shè)備早期故障信息時，與負責該設(shè)備的狀態(tài)診斷人員聯(lián)系，用Vm－63手持式測振儀測得的該處振動值為17微米，用手持式紅外測溫儀測得的該處溫度值為32℃，且聲音正常。按照我廠設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測標準，該軸承的運行狀態(tài)是合格的。考慮到該故障外部特征表現(xiàn)并不顯著，故障還未進入嚴重發(fā)展階段，又因為9月份1號機組將進行大修，所以診斷中心監(jiān)測報告只是建議重點監(jiān)視、觀察運行，在大修中更換該軸承。此次設(shè)備大修解體發(fā)現(xiàn)了缺陷的存在，說明了一個重要的問題：具有高級診斷技術(shù)合成的CSI2120機械分析儀能夠發(fā)現(xiàn)運轉(zhuǎn)設(shè)備內(nèi)部的早期故障，而常規(guī)手段卻難以做到。
　　4、結(jié)束語
　　運轉(zhuǎn)設(shè)備內(nèi)部故障的早期診斷，有著積極的現(xiàn)實意義。首先，它符合我廠對狀態(tài)檢修的基本要求，即設(shè)備狀態(tài)的“可控”、“在控”。常規(guī)監(jiān)測手段只能對發(fā)展到一定階段的、外部特征明顯的設(shè)備故障進行檢測，對于更早期的，不易察覺的故障卻難以把握。而采用高級診斷技術(shù)合成的先進診斷儀器卻可以做到這一點，使設(shè)備的運行狀態(tài)真正做到了“可控”、“在控”。其次，它能夠避免設(shè)備的突發(fā)性事故，確保設(shè)備不被損壞。設(shè)備故障的一般規(guī)律是：故障形成之后先經(jīng)歷一個較長的發(fā)展過程，一旦有其它條件觸發(fā)，故障則呈指數(shù)級快速發(fā)展，直至演變?yōu)槭鹿实陌l(fā)生。設(shè)備早期故障一旦被檢測出來，設(shè)備狀態(tài)就已“在控”，我們就可以按照設(shè)備狀態(tài)的變化來決定是繼續(xù)運行，還是停機檢修，從根本上杜絕了惡性事故的發(fā)生。此次1號爐丙排粉機軸承故障的早期診斷，是CSI精密診斷儀器在鄒縣發(fā)電廠的成功運用，這必將大大增強我們推廣應用各種先進診斷技術(shù)的信心，使這些先進技術(shù)為鄒縣發(fā)電廠的狀態(tài)檢修工作發(fā)揮更大的作用。
　　參考文獻：
　　[1]振動故障分析與診斷.恩泰克愛迪公司中國辦事處，2000.
　　[2] 謝衛(wèi)樂，李振輝.黃島發(fā)電廠4號爐乙送風機組電動機SKF22230軸承故障監(jiān)測診斷報告.發(fā)電設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)研討會論文集：中國電力，2002.