轴承偏载故障诊断实例

 

轴承偏载故障的诊断实例

 

王鲁济 郑志伟 徐兆金 张希营

（济南钢铁股份第一炼铁厂）

摘要：轴承故障是设备常见故障之一，因其在设备内部不容易看见往往造成严重后果，因此轴承故障的诊断十分重要。我厂利用振动分析来诊断轴承故障取得了良好效果，下面是一个典型的故障诊断处理实例。 

关键词：轴承故障   振动   安装

滚动轴承在旋转设备中经常用到，因其易磨损，是旋转设备故障的主要来源。我厂风机系统大部分使用滚动轴承，在日常工作中使用便携式振动检测仪器对风机系统进行振动监测，如发现异常情况，用频谱分析仪器进行详细分析。下面是轴承故障诊断的一个实例。

一、发现问题

我厂6#350m3高炉槽下除尘风机传动组型号为Y4-73-No.18D，叶轮型号为Y4-73-No.16D（非标）。风机运转过程中，对风机系统的电机和轴承进行振动监测，监测点见图1。

图1  振动监测点

此风机传动组自2008年3月安装使用，到2008年9开始出现振动大的现象。振动值见表1。

表1  振动测量值

从振动值可以看出，测点2的垂直和水平振动较大，超过了国家标准振动值。初步判断是叶轮不平衡或者轴承出现问题。

1、故障频率计算

风机转速为990转/分钟，电机与传动组为直接连接；轴承为圆柱辊子轴承，型号为22232；风机叶轮叶片数为13个。轴频率、轴承故障频率及风机叶片频率见表2。                                             

   表2 轴承故障频率表                          单位：Hz

轴频率	外环	内环	滚动体	保持架	风机叶片
16.5	103.95	146.85	48.18	6.93	214.5

2、检测结果及分析：

用振通903振动测量仪检测，振动频谱如图1至图3所示。从图1可以看出，在频率为102.5Hz处出现峰值，与轴承故障频率对比可以看出是轴承外圈出现问题；频率为112.5Hz处滚动体故障频率的二倍频，在50Hz处为滚动体故障频率。从测点2的垂直和水平振动频谱可以看出，在437.5Hz处出现振动峰值，而次频率为内环故障的3倍频，而且在峰值两侧出现以轴频率调制的边频带，由此推断轴承的内圈也出现了故障。

图2  轴向频谱图          图3  垂直频谱图

图4  水平频谱图

3、结果验证

由于近期高炉没有检修计划，为了不影响高炉，并经技术人员鉴定可以继续运行一段时间，决定利用月末计划检修来处理，在此期间风机监护运行。在月末检修中对风机进行检修，打开传动组后发现测点2处轴承单侧5个滚动体出现了局部剥落，而轴承的外圈和内圈有几处磨损，轴承已处于寿命末期。实践证明之前的检测分析基本正确。

4、问题原因分析

是什么原因造成轴承在使用6个月后就出现故障呢？通过测量发现此风机传动组底座标准传动组两轴承座轴向距离大11mm，由于当时检修时间紧张，强行把前端轴承座前移，才与底座螺栓孔对正。这样就造成前端轴承就与轴承座内部台肩挤紧，按照原设计应该有10mm间隙（见图5），因此传动组安装后轴承就出现了偏载，造成了内圈和外圈磨损及单边滚动体出现表皮剥落。为了避免同类问题的出现，在安装新传动组前把前端轴承座内部台肩铣掉10mm，使轴承与台肩留有间隙。安装找正后启动风机，所有振动值均在正常范围内。

 

                              图5  轴承间隙

5、结论

风机传动组与底座尺寸不同、强行安装造成轴承偏载，进而影响轴承运行，缩短了轴承寿命。通过频谱分析比较正确的确定了振动的原因，为检修提供了明确的方向，避免了欠修和过修。

王鲁济  济南钢铁股份第一炼铁厂     联系电话：手机：13589099527  (会员RBM0024)

参考文献：

[1]牛阴忠：设备故障的振动识别方法与实例[M]冶金工业出版社