技术 | 振动分析在风机轴承故障诊断中的应用

一、存在的问题

某公司2500t/d水泥生产线使用的某公司型号W6-2×30-14 No.35F高温风机，风机运转过程中，对风机的电机和风机轴承进行振动监测，振动监测点见图1。测点为图1的①②③④位置，每个测点测量三个方向的数据，即水平、垂直、轴向。

图1 振动检查点

2014年8月3日进行巡检，通过使用某公司605D数据采集器采集数据及波形，检测出轴承加速度值大，因数据量较大，本文只列出4个测点水平方向的数值，具体振动测量值见表1。

表1 振动测量值

二、计算分析

(1)故障频率计算。风机转速960r/min，则转频=转速/60=16Hz；

风机轴承型号为：23048CC/W33，生产厂家SKF，通过查询SKF滚动轴承特征频率表，查得23048CC/W33轴承故障频率见表2。

根据故障频率=转频×特征频率，计算出轴承故障频率见表3。

(2)频谱分析。风机输入端轴承座水平方向振动值及频谱，测点为gwfj一3h，信号类型，速度(mm/s)，见表4，各部位故障频率的频谱图见图2。

表4 水平方向振动值及频谱

图2 各部位故障频率的频谱图

由表2及图2可知低频值正常，在高频272.5Hz振值为4.16mm/s，292.5Hz振值为3.65mm/s且存在边频带，其余频率值正常，与轴承内圈故障频率260.4Hz接近，判断为轴承内圈故障。

(3)结果验证。由于近期设备无检修计划，为了不影响生产，且风机振动不剧烈，无异常声音，可继续运行一段时间，决定利用检修来处理，在此期间风机监护运行，并每天检查一次。10月8日检查发现轴承座逐渐出现异常声音，加速度及速度值也成上升趋势，风机速度在4.5～7.5mm/s之间波动，多次出现7.5mm/s以上的振值，而风机速度保护值设置为8mm/s，超过了保护值风机将跳停，为了避免风机跳停造成停窑，将速度保护值设置为10mm/s，10月19日检修时对轴承进行了更换，避免了设备事故的发生。

将风机轴承座打开后发现轴承内圈有一道裂缝，外圈滚道及滚动体有麻点，且在滚道内发现一块止推垫的破损件。将轴承座打开后发现轴承锁母松动，止推垫止扣断裂，轴承在轴向窜动量10mm，并且在轴承滚道内发现止推垫破损件，判断为止推垫断裂后锁母松动，造成轴承无法固定在轴上窜动，导致轴承跑内圆及破裂。

轴承更换后，风机运转平稳，各测点速度及加速度值都在正常值范围内，具体数据见图3及表5。

图3 轴承更换后频谱图

表5 轴承更换后不同测点参数

通过对比，轴承故障频率计算值与实际测量值存在误差，造成误差的原因有：

(1)仪器本身的测量精度。

(2)理论值轴承内外圈无跑圆及滚动体纯滚动时的值，但实际运行中当轴承出现故障，如内外圈出现点蚀，都会造成轴承滚动体与内外圈发生相对滑动，势必会影响轴承的故障频率。

(3)高温风机为液偶调速，实际转速也理论转速有偏差。

三、结语

(1)此轴承2014年1月检修更换轴承时止推垫断裂，因无配件将止推垫裂缝焊接后安装，在运行过程中焊缝再次开裂，导致轴承锁紧定位螺母松动，轴承轴向窜动后发生损坏，故在设备维修时注重细节。

(2)风机运行前期温度、声音及振动都在正常范围，但通过频谱分析及时发现轴承故障，采取有效措施防止了设备事故的发生。该公司借鉴此次振动分析在故障诊断中的成功应用，对所有主机设备每周采集一次频谱并分析，及时发现了生料磨高速齿轮联轴器打齿、尾排风机电机轴承故障，防止了事故的发生。

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来源：水泥备件网