給水泵電機前軸承故障分析與診斷
2010-03-30
作者：閆志勇
摘 要：鍋爐給水泵電機出現(xiàn)振動和噪聲增大的現(xiàn)象，利用振動分析手段，判斷為前軸承損壞故障。拆檢后發(fā)現(xiàn)前軸承內(nèi)滾道存在嚴重損傷，證實了之前的診斷結(jié)論。
關(guān)鍵詞：給水泵；電機；軸承；振動分析
一、概述
湖北大峪口化工有限責任公司1#鍋爐給水泵型號DG85-80×8，流量85m3/h，揚程640m，電機軸承SKF6318/C3，給水泵為滑動軸承支撐。
2008年2月27日上午對1#給水泵巡檢時，發(fā)現(xiàn)電機振動以及噪聲增大，下午再次巡檢時情況仍未好轉(zhuǎn)，于是對該電機進行故障分析診斷，以決定是否需停車檢修。
二、分析過程
在現(xiàn)場離著電機很遠就聽到了很大的噪聲。用螺絲刀聽診時聽到非常尖銳的高頻噪聲，令人難以忍受。對電機的前后軸承進行了振動測量，用VM-63a點檢式測振儀測量電機輸出端軸承（前軸承）的高頻（>1kHz）加速度達到了200m/s2，已經(jīng)達到了儀器的量程上限，而低頻（<1kHz）加速度也達到了48m/s2。根據(jù)以往測量經(jīng)驗，這兩個值均嚴重超標，說明軸承狀況非常不好，可能已出現(xiàn)嚴重損傷。電機風扇端軸承（后軸承）高頻和低頻加速度均為37m/s2，小于前軸承的振動水平，分析認為有可能是從前軸承傳遞過來的。
對電機的前后軸承的振動頻譜進行了分析。其中，前軸承水平方向振動速度（有效值）達到了18mm/s，與以往振動水平相比有了一個突然的上升（圖1）。頻譜中出現(xiàn)了4.9倍頻、18.5倍頻及其各自的諧波，并成為頻譜圖上占很大優(yōu)勢的成分（圖2）。對于滾動軸承支撐的電機，出現(xiàn)轉(zhuǎn)速頻率的非整數(shù)倍諧頻，而轉(zhuǎn)速頻率及其諧頻幅值并未升高，也沒出現(xiàn)電源頻率2FL的峰值，基本可以排除軸系本身故障（如轉(zhuǎn)子不平衡、軸彎曲、松動等）以及電氣故障的影響，而出現(xiàn)軸承損壞故障的可能性非常大。
關(guān)鍵詞：給水泵；電機；軸承；振動分析
一、概述
湖北大峪口化工有限責任公司1#鍋爐給水泵型號DG85-80×8，流量85m3/h，揚程640m，電機軸承SKF6318/C3，給水泵為滑動軸承支撐。
2008年2月27日上午對1#給水泵巡檢時，發(fā)現(xiàn)電機振動以及噪聲增大，下午再次巡檢時情況仍未好轉(zhuǎn)，于是對該電機進行故障分析診斷，以決定是否需停車檢修。
二、分析過程
在現(xiàn)場離著電機很遠就聽到了很大的噪聲。用螺絲刀聽診時聽到非常尖銳的高頻噪聲，令人難以忍受。對電機的前后軸承進行了振動測量，用VM-63a點檢式測振儀測量電機輸出端軸承（前軸承）的高頻（>1kHz）加速度達到了200m/s2，已經(jīng)達到了儀器的量程上限，而低頻（<1kHz）加速度也達到了48m/s2。根據(jù)以往測量經(jīng)驗，這兩個值均嚴重超標，說明軸承狀況非常不好，可能已出現(xiàn)嚴重損傷。電機風扇端軸承（后軸承）高頻和低頻加速度均為37m/s2，小于前軸承的振動水平，分析認為有可能是從前軸承傳遞過來的。
對電機的前后軸承的振動頻譜進行了分析。其中，前軸承水平方向振動速度（有效值）達到了18mm/s，與以往振動水平相比有了一個突然的上升（圖1）。頻譜中出現(xiàn)了4.9倍頻、18.5倍頻及其各自的諧波，并成為頻譜圖上占很大優(yōu)勢的成分（圖2）。對于滾動軸承支撐的電機，出現(xiàn)轉(zhuǎn)速頻率的非整數(shù)倍諧頻，而轉(zhuǎn)速頻率及其諧頻幅值并未升高，也沒出現(xiàn)電源頻率2FL的峰值，基本可以排除軸系本身故障（如轉(zhuǎn)子不平衡、軸彎曲、松動等）以及電氣故障的影響，而出現(xiàn)軸承損壞故障的可能性非常大。
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為了進一步加以證實，現(xiàn)場測量了電機軸承的振動尖峰能量（gSE）值及其譜圖。結(jié)果顯示，gSE值從以往的0.2g’s以下上升到2.27g’s，gSE譜圖中也明顯出現(xiàn)了4.9倍頻和18.5倍頻的峰值（圖3）。
gSE是美國ENTEK公司用于檢測軸承和齒輪損傷故障的專利技術(shù)，實踐表明其具有較高的準確率。此次，無論gSE值還是gSE頻譜均出現(xiàn)了異常現(xiàn)象，更進一步說明了電機前軸承出現(xiàn)損壞的可能性非常大。
三、診斷結(jié)論
結(jié)合以上各種異常現(xiàn)象，診斷為電機前軸承嚴重損壞，有可能已經(jīng)波及到了后軸承，而軸系本身以及電氣方面都不存在任何問題。車間共有四臺給水泵，平時只開兩臺，保證至少有一臺備機。而近期2#給水泵電機轉(zhuǎn)子外修，如果1#泵也安排檢修，就沒有備用泵，一般情況下是不能停車的，但考慮到目前電機軸承很可能存在嚴重損壞，一旦軸承抱死或耍套將會對轉(zhuǎn)子軸及電機定子和轉(zhuǎn)子等其他部件造成破壞性的影響。Z終還是決定立即停車檢修，檢修重點為電機前軸承。
四、檢修結(jié)果
電氣車間立即對1#給水泵電機軸承進行拆檢。拆開電機前軸承后，發(fā)現(xiàn)軸承內(nèi)滾道出現(xiàn)一塊約40mm×15mm的點蝕剝落坑，深度達到了1mm，滾珠上有一些輕微的劃痕，其他部位包括后軸承都沒有明顯的損傷跡象。這說明由于發(fā)現(xiàn)及時，在故障尚未進一步擴展并對其他部位造成更大破壞之前采取了措施，有效地保護了設備本身。此外，由于抓住了重點，有針對性地對故障部位進行了處理，此次突擊檢修只用了半天的時間，為整個裝置的正常運行提供了很好的保障。
三、診斷結(jié)論
結(jié)合以上各種異常現(xiàn)象，診斷為電機前軸承嚴重損壞，有可能已經(jīng)波及到了后軸承，而軸系本身以及電氣方面都不存在任何問題。車間共有四臺給水泵，平時只開兩臺，保證至少有一臺備機。而近期2#給水泵電機轉(zhuǎn)子外修，如果1#泵也安排檢修，就沒有備用泵，一般情況下是不能停車的，但考慮到目前電機軸承很可能存在嚴重損壞，一旦軸承抱死或耍套將會對轉(zhuǎn)子軸及電機定子和轉(zhuǎn)子等其他部件造成破壞性的影響。Z終還是決定立即停車檢修，檢修重點為電機前軸承。
四、檢修結(jié)果
電氣車間立即對1#給水泵電機軸承進行拆檢。拆開電機前軸承后，發(fā)現(xiàn)軸承內(nèi)滾道出現(xiàn)一塊約40mm×15mm的點蝕剝落坑，深度達到了1mm，滾珠上有一些輕微的劃痕，其他部位包括后軸承都沒有明顯的損傷跡象。這說明由于發(fā)現(xiàn)及時，在故障尚未進一步擴展并對其他部位造成更大破壞之前采取了措施，有效地保護了設備本身。此外，由于抓住了重點，有針對性地對故障部位進行了處理，此次突擊檢修只用了半天的時間，為整個裝置的正常運行提供了很好的保障。
