37一次风机轴承振动分析

一次风机轴承振动分析 曹广继 （江苏徐塘发电有限公司 221300） 摘 要：本文分析徐塘电厂一次风机的电机轴承频繁出现故障原因，并提出了整改。 关键词：一次风机 电机 轴承 振动 1、 情况简介 徐塘电厂#41一次风机自投入运行以来，其电动机自由端处轴承多次出现故障，如轴承烧结、保持架磨损等。电机与风机技术参数如下： 表1、徐塘电厂一次风机技术参数 电机 制造厂 湘潭电机股份有限公司 电机型号 YFKK560-4 额定功率KW 1400 额定电压V 6000 额定电流A 转速RPM 1490 轴伸端轴承型号 6232/C3, NU332E/C3(SKF) 非轴伸端轴承型号 NU332E/C3(SKF) 风机 制造厂 上海鼓风机厂 型号 1940B/1142 风机转速R/MIN 1480 轴功率KW 1250.9 轴承型号 22226(滚动轴承) 润滑油 N46透平油 2、 振动测试和分析系统及测点设置 本次振动检测采用了美国罗克韦尔自动化RA-ENTEK由ENSHARE机械设备故障高级监测和诊断软件、DP1500数据采集器/频谱分析仪及笔记本电脑组成的离线式机械设备状态监测和故障诊断系统。 该系统通过振动加速度传感器感受被测对象的振动，由DP1500数据采集器/频谱分析仪采集振动信号并进行振动频谱分析，评定机器的振动质量。 根据现场情况，振动测点布置如下： 图中：1、2、3、4分别为电机自由端、电机负荷端、风机负荷端、风机自由端。 在上述1、2、3、4处分别在水平（H）、垂直（V）、轴向（A）三个方向进行振动测量。为了解基础状况，同时对电动机机座进行了振动测试。 3、 相关振动 根据ISO10816/3标准规定，#41一次风机功率为1400千瓦，额定转速为1490转/分，并且安装在专用的钢筋混凝土基础上。因此，它属于在刚性支承上的第一组大型机器，即额定功率大于300千瓦，小于5万千瓦，在刚性基础上的大型机器；转轴高度H(315毫米的电动机，它们的振动评定标准为： 评定区域A/B：振动位移有效值29微米；振动速度有效值2.3毫米/秒为分界线，即，轴承座振动小于29微米有效值或小于2.3毫米/秒有效值，机器的振动评定为A区域，即属于新交付使用的机器的振动通常可落在此区域内。 评定区域B/C：振动位移有效值57微米；振动速度有效值4.5毫米/秒为分界线，即，轴承座振动大于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，机器的振动可评定为B区域，即该机器的处在此区域时，可以考虑无限长时间运行。 评定区域C/D：振动位移有效值90微米；振动速度有效值7.1毫米/秒为分界线，即轴承座振动大于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，机器振动可评定为C区域，即机器振动处于此区域时，一般考虑不适宜作长期连续运行。通常该机器只能在此状态下运行有限时间，应当安排在一合适的机会进行维修。 如果轴承座振动大于90微米有效值或7.1毫米/秒有效值，该机器的振动可评定为D区域，即机器的振动处在此区域内时，通常应该考虑其振动烈度足以导致机器损坏。 4、 #41一次风机振动测试结果及分析 1、振动幅值分析： 表2、轴承位置的振动测量结果 测点 测量方向 单位 振动值（P-P） 测量时间 01A 轴向（A） mm/sec 1.45 2003-12-23 10:12 AM 01H 水平（H） mm/sec 1.89 2003-12-23 10:09 AM 01V 垂直（V） mm/sec 1.02 2003-12-23 10:10 AM 02A 轴向（A） mm/sec 2.34 2003-12-23 10:18 AM 02H 水平（H） mm/sec 3.32 2003-12-23 10:13 AM 02V 垂直（V） mm/sec 1.58 2003-12-23 10:14 AM 03H 水平（H） mm/sec 1.77 2003-12-23 10:15 AM 03V 垂直（V） mm/sec 0.98 2003-12-23 10:17 AM 由上表中数据看出，其振动幅值均在ISO10816/3标准规定A区和B区范围内。但在轴承2处的振动较其他风机振动大。 2、振动频谱分析： 为了解引起机器振动的原因，还同时采集了各测点的振动频谱，如下图： 图1、轴承1水平位置测得的频谱图 图2、轴承2水平位置测得的频谱图 由以上频谱图可发现，#41一次风机电动机两端的振动成分，以1、2、3倍频为主，说明该机存在轴不对中问题。 3、峰值能量频谱分析： 峰值能量谱主要用来早期发现具有高频故障信息的机器构件的故障，如滚动轴承、啮合齿轮等的早期故障，以便对其故障的发展进行监测，做到及时的维护。 在轴承1和轴承2水平位置测得的峰值能量频谱图： 图3、轴承1水平位置测得的峰值能量频谱图 图4、轴承2水平位置测得的峰值能量频谱图 由以上峰值能量谱图可发现，轴承2具有较明显的轴承故障特征频率振动成分，如保持架故障频率，外滚道故障频率的1、2、3次谐波，这说明该轴承已经出现早期故障特征，应进行定期监测；轴承1的峰值能量频谱图中也表现出某些轴承故障特征频率振动成分：内滚道故障频率，外滚道故障频率的1、2、3次谐波，只是其值很小，这可能是测试点距离轴承较远所至（受现场条件限制，传感器无法直接放置在1点的轴承座上），应在电机壳体内自由端轴承座上安装固定传感器，以便更准确的实施监测。 5、 结论 根据上述测量和分析结果，可如下的结论： 1、根据ISO10816/3标准的有关规定，目前#41一次风机的电动机振动烈度不超标，可继续运行。 2、电机两端的峰值能量谱显示，自由端和负荷端的NU332E/C3滚动轴承具有早期故障特征，应注意监测。其中，为了准确监测自由端的轴承状况，应在机壳内轴承座处安装固定的振动传感器。 3、电机两端的振动频谱图显示，该机存在轴不对中问题，应检查联轴节处的对中情况和电机支撑座的水平情况。 按照上述结论，公司技术人员利用小修时间，对＃41一次风机进行了调整，一次风机启动后，轴承振动等参数均在合格范围。 参考文献： 1、ISO10816/1–1995，机械振动，在非旋转部件上测量和评价机器振动。 2、ISO10816/3 1995，机械振动，在非旋转部件上测量和评价机器振动，第三部分额定功率大于15千瓦和额定转速在120至15,000转/分在现场测量的工业机器应用指南。 3、GB11347–89，大型旋转机械振动烈度现场测量与评定。 4、GB11348.1–89，旋转机械转轴径向振动的测量和评定。 5、RA-ENTEK状态监测，振动故障分析和诊断，上册，常见振动故障分析和诊断。 6、RA-ENTEK状态监测，振动故障分析和诊断，，特殊振动故障分析和诊断。