滚动轴承状态监测及故障诊断实例

设备管理与维修2012№8减小转子不平衡。实践表明，这种处理方法效果明显。参考文献1杨建刚.旋转机械振动分析与工程运用[M].北京：中国电力出版社，20072杨建刚，戴德成，高亹.转子不平衡对转轴系统振动低频分量的影响[J].东南大学学报，1994（4）W12.08-27—————————————作者通联：东南大学火电机组振动国家工程研究中心南京市玄武区四牌楼2号307210096E-mail：tangyumei10@163.com〔编辑王其〕表2加重后的振动数据μm测点空负荷满负荷通频/工频/半频2垂直3/0/08/6/22水平2/0/05/3/23垂直8/3/08/4/43水平6/4/03/0/04垂直6/0/27/3/34水平11/7/013/8/61.概述某装置有一台双支承多级离心泵，最高转速2950r/min。机组与测点布置如图1所示。该泵自大修后运行4个月左右，在2012年1月9日的振动烈度和加速度有效值增大。用BH550综合巡检分析诊断仪测振功能进行测量后，发现测点3加速度有效值从2.6m/s2增大到12.3m/s2；用BH550自带的轴承冲击能量测量功能测得该点的GIE数值从0.248上升到1.312，大大超过经验标准。因此，初步认为测点3处滚动轴承可能损伤。而测点4处轴承各项指标均波动不大，说明轴承状态正常。2.分析诊断（1）波形分析利用BH550电脑端的设备诊断维修管理系统，对1月9日该泵测点3轴承采集的信号（图2）进行频谱分析。图中波形为非正弦波或畸变正弦波，因此可以排除转子类故障的存在。由于波形图中尖峰频谱周期性出现，不同于以往波形，且尖峰信号形状比较规律，数值较大，超出平均经验数值水平。形状和峰值表明轴承存在较高的冲击能量，轴承零部件很可能存在缺陷。（2）频谱图分析从图3中可以看出，在基频1×=2950/60=49.1Hz处，没有波峰出现，甚至整个机械故障区都没有波峰的出现。加上测点3水平振动烈度vrms均小于7.1mm/s〔国标ISO2372—1974（E）15～75kW的机器〕，因此，可以确定加速度有效值的增大是由于轴承零部件故障造成的。对轴承故障信号进行包络分析，以确定具体的部位和原因。图2测点3垂直方向的时域波形图图3测点3的频谱图滚动轴承状态监测及故障诊断实例兰洋陈凯摘要采用状态监测与故障诊断技术对机泵滚动轴承故障信号进行分析，简易诊断和精密诊断相结合，对轴承故障进行综合诊断，确定了故障部位和类别，对机泵进行了预知性检修，避免出现抱轴故障。关键词滚动轴承状态监测与故障诊断预知检修中图分类号TH113.1文献标识码B图1机组构成及测点布置示意!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!诊断技术賲跅设备管理与维修2012№8（3）包络频谱分析测点3处轴承型号为NU308E，根据轴承故障特征频率计算公式算出：保持架缺陷频率f保=19.37Hz，内圈故障频率f内=357.58Hz，外圈故障频率f外=232.42Hz，滚动体故障频率f滚=110.68Hz。对测点3进行包络分析后发现，在f=110.94Hz出现一个异常信号，与理论上的滚动体故障频率f滚=110.68Hz相吻合。由于1×=49.1Hz，2×=98.2Hz，排除了是2×的可能，因此，该频率应为滚动体故障频率。滚动体连续滚动，缺陷处会发出周期性信号，出现故障频率谐波。对谐波进行观察确认，在221.88Hz、332.81Hz和443.75Hz及附近均出现故障信号，这说明滚动体存在坑蚀类故障。同样对测点3轴承外圈和内圈进行包络分析，确认是否存在故障。经过计算得出外圈故障频率f外=232.42Hz，由于频率分辨率△f=采样频率fs/采样点数N=2048/1024=2Hz，所以，故障频率如出现在230.42～233.42Hz之间应视为范围之中。经过对谱图分析后，发现在f=231.25Hz出现较高冲击能量的频率，与外圈故障频率非常接近。另外，在外圈故障频率附近，出现了10Hz的边带频率。经过对其谐波进行查找，发现在462.5Hz、693.75Hz和925Hz出现了外圈故障谐波频率。因此，可以说明外圈滚道出现了缺陷。对内圈故障频率进行分析，发现在其附近虽有一频率，但内圈为轴承径向最靠内的部件，频谱受其他干扰频率影响较多，不能确定。3.验证综上分析诊断，结合振动趋势和GIE冲击能量值的分析，过高的冲击能量和有效加速度值以及故障频率谐波的出现，表明测点3处轴承进入故障第三阶段，建议进行拆检。拆检后发现该轴承为无油润滑，黄油嘴已经被灰尘堵住，轴承长周期缺油运行，油脂消耗完后零部件产生疲劳，从而导致外圈滚动出现点状坑蚀，12个滚动体表面均出现麻点，跟之前诊断结果一致。采用轴承状态监测与故障诊断技术对机泵进行预知检