应用频谱分析法检测诊断风机振动故障实例

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1、应用频谱分析法检测诊断风机振动故障实例应用频谱分析法检测诊断风机故障实例摘要：在风机设备运行期间进行状态检测，并对其振动进行频谱分析和轴承特征故障频率分析，排除了故障同时也验证分析了结论，利用该方法对设备振动进行分析，以达到预测性维修的目的。1概述风机由于运行工况恶劣、设备负荷设计冗余度偏低，以及转动部件的润滑可靠性差等原因，使其故障率往往居高不下，这样就为装置的安全稳定生产造成了极大的隐患，所以应当在设备运行期间对各个重点部位进行状态检测，掌握运行状况，根据牛产需要制订预测性维修计划，明确设备维修范围和工作量，使企业有效地减少维修费用［1］。2

2、实例分析2.1设备简介某厂风机机组是为辅助锅炉提供助燃的压力空气。这台设备运行情况的好坏，将直接影响该厂全套装置安全平稳运行。机组由两台独立的对置安装的风机组成，分别使用汽轮机和电机进行驱动。以下对设备作一下简要说明。2.1.1基本参数轴功率:400kW排出温度:20~45oC吸入压力：常压吸入/排出流量:1593m3/min排出压力:5200Pa2.1.2结构简介如图1和图2所示，该风机采用悬臂式结构，使用两个独立的轴承座支承转子。风机侧轴承座为转子定位端，汽（电）机侧为转子自由端，这样，转子热膨胀就是以风机侧轴承座为零点向两端发生。两支承轴承

3、型号为22222CK+H322为锥孔双列向心球面滚子轴承，具有承受一定的轴向力。该轴承在转子轴上的轴向定位形式是依靠带有外锥面的轴套H322和22222CK轴承的锥面内孔的相互配合，将锁母压紧，使轴承内圈产牛轴向位移，使H322轴套锥面发生径向变形，（H322轴套上的轴向沟槽就是使径向变形更容易产生），从而达到紧固的目的。轴承座前后油封采用迷宫型油挡，其油挡半径间隙0.06—0.10mnio2.1.3仪表监控系统该风机不使用在线的振动监控仪表监控系统，仅在两端轴承座上装有温度计以监测轴承温度。2.2问题的提出在该机组运行期间，发现风机轴承处的振动

4、强度明显增大，振动的速度值超过lOnmi/s。遂进行停车处理。对设备检查时发现：定位侧轴承座上半体出现两条尚未贯穿的轴向裂纹。由于缺乏备件，当时对轴承座进行了简单的加固处理，用夹具以及底部焊接在基础上的4条M18的锚螺栓将轴承座加固。经过上述处理后，振动强度有所下降。在接下来的几天中，由于锚螺栓因振动而导致螺母松动，使振动强度又有所回升。在此期间，只要重新紧固锚螺栓。振动的强度就会有一定程度的下降。问题的关键是:究竟是什么原因使转子振动强度增加，并且能够达到如此高的峰值，导致轴承座损坏。只有找到引起振动的主要因素，然后进行针对性的整改，才能从根本

5、上解决这个设备故障。2.3故障原因分析以风机定位端轴承座垂直方向的频谱图（见图3）为例进行分析。首先判断是否为轴承本身的组件发生故障，这样必须确认该轴承故障的特征频率：风机转子的正常转速为1490r/min,这样，其振动的1倍频（即工频）为f工=1490/60=24.8333Hz,其2倍频为49.6666Hz。由表1计算出对应的轴承故障特征频率，见表2。由图3的振动频谱中没有发现22222CK轴承的故障特征频率所表现的峰值，这样，可以排除因轴承滚动体、内外圈滑道缺陷造成的振动。但不能排除因内圈内孔相对于转子偏心等轴承损伤故障导致振动的可能。根据图

6、3振动频谱图分析可以初步得出以下判断。（1）振动的主流频率是工频以及工频的高次谐波。（2）轴承组件的特征频率基本上没冇表现，可以在很大程度上排除由于轴承滚动体碎裂、内外圈滑道出现剥落、保持架严重磨损等轴承损坏原因导致的转子振动。由于能够引起工频振动的原因很多，如转子不平衡,部件松动，轴颈与轴承不对中等，必须使用其他判据来辅助判断。（3）目前的判断可以排除的可能性是转子不对中引起的故障。原因：在各个测振点的各个方向上的频谱图中振动的2倍频成分含量都比较低,且2倍频的谐波成分也不具有峰值。如果转子对屮存在问题，那么自由侧的轴承座（离电机较近）的振动强

7、度理论上应稍高于定位侧，而实测数据正好相反。?c——外圈频率(Hz)；?b滚动体频率(Hz)；n止整数。