基于频谱分析的增压鼓风机组增速箱振动故障诊断.pdf

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1、第11期47一基于频谱分析的增压鼓风机组增速箱振动故障诊断潘高峰，宋云杉(1．大庆炼化公司设备监测中心，黑龙江大庆163411)(2．大庆炼化公司炼油二厂，黑龙江大庆163411)[摘要]应用状态监测与故障诊断的频谱分析技术对增压鼓风机组的增速箱振动进行了分析，诊断增速箱振动增大的原因，经检查验证了诊断结论。[关键词]增速箱；振动；频谱分析；故障诊断增压鼓风机(简称增压机)是催化装置的关率成分，有助于判断设备的故障类型。因此，利键设备，它将部分压缩空气增压后，输送到外取用频率分析技术从频域角度研究机械系统振动响热器，平衡反再系统的热量。如果增压机出

2、现故应的频率构成、频率成分强度大小及频率结构的障，将影响装置的正常生产。本文根据振动故障变化可以为故障识别提供丰富的故障特征信息]。诊断的基本原理，运用频谱分析方法及典型故障对于齿轮振动系统，振动频谱分析是齿轮特征，对某炼化公司二套催化装置的增压机进行故障诊断的传统方法，正常的齿轮振动频谱图有了振动监测和诊断，提出维修建议。该装置使用主从动齿轮的转频及啮合频率。在齿轮出现故障的增压机由陕西鼓风机厂生产，机组由电机、增时常产生冲击，出现不同程度的调制现象，在频速箱、鼓风机三部分组成。其中增速箱的技术参谱图中出现形式各异的调制边频带，这些调制边数见表1

3、，齿轮特征频率见表2。频带的特点包含了很多有用的齿轮故障信息，边表1增速箱技术参数频带的问隔是故障源的频率，幅值的变化反映了型号增速比故障的程度。依据激振能量的大小，即故障的严大齿轮齿数179小齿轮齿数49重程度，在谱图中除了有齿轮的转动频率及其低低速轴转速rpm2976高速轴转速rpm10807频谐波和啮合频率及其各次谐波之外，通常还会出现以下三种形式的调制现象：有轻微故障时，表2齿轮特征频率表存在啮合频率及其谐波为载波的调制；有中度故符号名称特征频率l{z障时，存在齿轮固有频率为载波的共振调制；有F1大齿轮转频49．6严重故障时，存在箱体固有频

4、率为载波的共振F2小齿轮转频18O．1调制。利用频谱分析能有效找出齿轮的各种故障Fc齿轮啮合频率8825[2，312故障案例分析1振动故障诊断基本原理2．1振动现象增压机的振动现象虽然复杂，但不同的故障模式总会表征为相应的振动特征。机组内部的缺2010年6月，操作人员在一次巡检过程中，发陷引起的振动是故障振动分析的信息源，振动故现增速箱振动增大，伴有杂音，同时电机振动也障诊断是测量机组的振动信息源，并进行分析，变大。为及时掌握增速箱在运行中的实际情况，预测和诊断机组的工作状态。由机械振动原理可诊断振动异常的原因，监测人员到现场对增速箱知，机械系统的

5、振动响应中包含的频率成分，必进行监测。增压机结构及测点布置如图1所示。然有与之相应的同频激振源；一个或几个频率分作者简介：潘高峰(1969一)，男，1994年毕业于抚顺石油学院量的幅值增大，必然是相对应的激振力的幅值增化工设备与机械专业，工程师，现在大庆炼化公司设备监测中心从大而引起的。频谱分析可有效的识别信号中的频事状态监测与故障诊断工作。4一■故障诊断石20油10与年化第工设备一13卷离线测得电机驱动轴承测点2，增速箱主动轴轴承测点3、从动轴轴承测点4点振动速度值如表2所示，从表中看出，电机振动值、增速箱振动值增大，已达到或超过ISO2372振

6、动烈度的合格标准。2．2故障诊断一2．2．1频谱特征(1)增速箱的频谱特征图1鼓风机结构及测点布置图表3各测点的振动值测点振动值(mm／s)测点振动值(mm／s)测点振动值(mm／s)电机驱动轴承水平2H9．9主动轴驱动轴承水平3H7．1从动轴驱动轴承水平4H5．4电机驱动轴承垂直2V7．6主动轴驱动轴承垂直3V4．6从动轴驱动轴承垂直4V5．1电机驱动轴承轴向2A4．7主动轴驱动轴承轴向3A7．1增速箱主从动轴振动在正常和异常时的部分成齿轮啮合不良，加剧了齿轮磨损。频谱图见图2至图7。异常振动频谱图与正常振动(3)增速箱第二个频谱特征有高频，表明

7、有频谱图相比，有如下变化和特征：冲击存在，齿轮出现了剥落及点蚀等分布故障。一是低频域出现较丰富的谱线，为大、小齿点蚀故障会在频谱上形成间隔为旋转频率50Hz、轮的转频50Hz、181Hz及其倍频和差频，谐波幅值181Hz的边频带，特点是边带阶数多而谱线分散，有较大的增长；由于高阶边频带形状各异，严重的局部故障还会二是高频的振幅增长明显，伴有丰富的50Hz使旋转频率及其谐波成分增高，而剥落与严重点或181Hz边频，噪声底线显著提高，高频有啮合频蚀故障无本质上的不同，只是程度上的区别【5】。率8825Hz的分数谐波2206Hz、2941Hz及其倍频以综

8、合上述分析，判断增速箱存在轴承磨损和及与2941Hz形成的和差频率。齿轮点蚀剥落故障。停机检查，发现主从动齿轮(2)电机的