增压鼓风机增速箱振动故障的频谱分析

增压鼓风机增速箱振动故障的频谱分析潘高峰/大庆炼化公司设备监测中心庄凌云/大庆炼化公司润滑油厂中图分类号：TH44文献标识码：B文章编号：1006-8155（2011）03-0075-03SpectrumAnalysisoftheVibrationFaultinGearBoxofBoosterBlowerAbstract:Inthispaper,accordingtotheofflinecollectedvibrationsignals,thespectrumanalysistechniqueofstatusmonitoringandfaultdiagnosisisappliedtodiagnosethereasonofincreasedvibrationingearboxofboosterblower.Thediagnosisconclusionisinspectedandverified.Keywords:gearbox;spectrumanalysis;faultdiagnosis1概述大庆炼化公司两套ARGG催化装置的增压鼓风机（简称增压机）是该装置的重要设备，将压缩空气进一步增压后，输送到取热器用于反再系统的热量平衡，如果增压机出现故障，将影响装置的正常生产。该装置使用的增压鼓风机，型号为B140-4.588/3.569，机组由驱动电机、齿轮增速箱和悬臂鼓风机3部分组成，增速箱的主动轴齿轮同时驱动鼓风机齿轮和轴头泵齿轮。增速箱主动轴的转速2976r/min，齿数178，轴承为椭圆瓦；从动轴的转速10807r/min，齿数49，轴承为4瓦块可倾瓦。其特征频率为主动轴转频49.6Hz，从动轴转频180Hz，啮合频率8825Hz。2010年6月29日和9月30日，该装置的2#、1#增压机在运行中分别出现故障，通过离线振动监测的频谱分析及典型故障特征，对增压机进行了故障分析和诊断，并提出维修建议。增压机的结构简图及测点布置见图1。22#增压机振动异常的故障诊断及处理2.1故障情况2010年6月29日，操作人员在巡检过程中，发现增速箱振动增大，伴有杂音，同时电机振动也变大。监测人员使用莫维派克movipack数采器离线测得电机驱动轴承振动为9.9mm/s，增速箱主动轴驱动轴承的水平和轴向振动为7.1mm/s，从动轴轴承振动为5.4mm/s，明显高于正常的振动2.5mm/s。2.2频谱特征及故障诊断2.2.1频谱特征增速箱主从动轴轴承在正常和异常时的振动频谱图见图2~图4，异常振动频谱图与正常振动频谱图相比较，有如收稿日期：2011-01-14大庆市163411图1增压机的结构简图及测点布置Abstract■摘要：根据离线采集的振动信号，应用状态监测与故障诊断的频谱分析技术，诊断增压鼓风机增速箱振动增大的原因，并通过检查验证了诊断结论。■关键词：增速箱；频谱分析；故障诊断75下变化和特征：（1）低频域出现较丰富的谱线，为大、小齿轮的转频50Hz、180Hz及其倍频和差频，谐波幅值有较大的增长；（2）高频的振幅增长明显，伴有丰富的50Hz或180Hz边频，高频有啮合频率8825Hz的分数谐波2206Hz、2941Hz及其倍频以及与2941Hz形成的和差频率。（3）低频域和高频域的噪声底线均显著提高。2.2.2故障诊断（1）第一个频谱特征是从动轴的工频振动幅值增大，出现大小齿轮转频的丰富倍频，表明从动轴出现不平衡故障[1]，不能形成稳定的油膜，导致轴承磨损或间隙变大，进而使齿轮轴改变位置而造成齿轮啮合不良，加剧了齿轮磨损，并影响到对中，使电机的振动增大。（2）第二个频谱特征有高频存在，第3个频谱特征是噪声底线较高，进一步表明齿轮有冲击存在，齿轮出现了剥落及点蚀等分布故障。点蚀故障会在频谱上形成间隔为旋转频率50Hz、180Hz的边频带，特点是边带阶数多而谱线分散，由于高阶边频带形状各异，严重的局部故障还会使旋转频率及其谐波成分增高，而剥落与严重点蚀故障无本质上的不同，只是程度上的区别[2-3]。综合上述分析，认为增速箱存在从动轴不平衡、轴承磨损和齿轮点蚀剥落故障。停机检查，发现鼓风机有1级叶片缺损，主从动齿轮齿面剥落，轴瓦均匀磨损，从而证实了诊断结论。更换轴承和主从动齿轮后，振动正常，故障消除。31#增压机振动异常的故障诊断及处理3.1故障情况2010年9月29日，装置检修后开工，运行1#增压机，9月30日增速箱振动增大。监测人员使用恩泰克Pl302数采器离线测得增速箱主动轴驱动轴承的水平、垂直、轴向振动分别为7.8mm/s，3.1mm/s，5.2mm/s，从动轴驱动轴承的水平、垂直振动分别为8.0mm/s，5.8mm/s，明显高于正常的振动2.5mm/s。3.2频谱特征及故障诊断3.2.1频谱特征增速箱主从动轴轴承振动异常时的振动