用综合诊断技术对高速电机轴承进行状态监测卫生泵
时间：2022/07/07 16:37:14 编辑：
用综合诊断技术对高速电机轴承进行状态监测
用综合诊断技术对高速电机轴承进行状态监测 2011： 摘 要： 当前对旋转设备进行状态监测的手段，使用比较普遍的方法主要有振动分析和油液分析。但许多情况下，使用单一的分析手段很难确诊故障发生的部位和故障的严重程度，这时候最有效的手段就是综合利用多种分析技术来对其进行监测。文章通过振动和磨损分析的综合诊断，准确预报了高炉脱硅除尘风机的电机轴承存在的故障，进一步说明综合诊断的必要性。关键词： 振动分析 光谱分析 铁谱技术 滚动轴承 状态监测冶金工业中，大量使用各种设备装置，其生产能力在很大程度上依赖于设备能力。如果能够减少设备故障，将设备开工率提高10％，就等于在不进行设备投资的情况下提高了10％的生产能力，因此，提高各种设备的可靠性对实现设备的连续运转已经变得不可缺少了。此外，通过提高和稳定质量以及延长设备的使用寿命，以实现减少维修成本的要求越来越高。设备维修体制经历了事后维修、以时间为基准的维修（Time Based Maintenance简称TBM）和以状态为基准的维修（Condition Based Maintenance简称CBM）三个阶段。TBM由于是无条件的定期维修，因而存在过度维修的问题，会造成不必要的浪费。而CBM是通过诊断设备状态，根据诊断结果实施设备维修，是最佳的维修方法。CBM能够有效实施的前提条件就是对设备状态的诊断结果要准确可靠。当前进行状态监测的手段，使用比较普遍的方法主要有振动分析和油液分析。振动分析是通过对振动信号的处理来判断设备的磨损状态，它能诊断出故障的类型和部位，但受工况条件的影响比较大。油液分析则是利用光谱和铁谱分析技术对润滑剂中磨损颗粒进行定量和定性分析，从而诊断出故障的类型和部位，它的分析结果受工况条件的影响较小，主要适用于低速、重载且故障发展比较缓慢的设备。但多数情况下，使用单一的分析手段很难确诊故障发生的部位和故障的严重程度，这时候最有效的手段就在于综合利用多种分析技术来对其进行监测。脱硅除尘风机是高速旋转设备，属炼钢生产线上的重要设备，倘若发生故障，将直接影响到高炉的正常运行，并将造成巨大的经济损失，因此把握电机轴承的工作状态有着重要的意义。自2001于轴承保持架的磨损；铁元素浓度是自由侧的3.1倍。由此可以判断异常磨损来源于电机的负荷侧轴承。
图2 电机负荷侧轴承轴向振动速度频谱信号
表2 光谱分析数据 单位：μg/g样点 Fe Cu 负荷侧轴承 656 2281 自由侧轴承 212 163 2.2.2 铁谱分析负荷侧轴承的铁谱分析显示润滑脂中存在大量大尺寸的铜合金磨粒，最大尺寸在200微米以上，其它大尺寸有140×80、100×60、80×60微米等，其种类有片状、块状、严重滑动磨粒（见图3）。此外还存在较多铁磁性磨粒，种类有正常滑动磨粒、片状、切削状、球状磨粒等，其中片状磨粒的尺寸有100×60、80×30、60×40微米等；切削状磨粒的最大尺寸有120×3微米（见图4）。
图3 铜合金磨粒 图4 切削状钢磨粒
自由侧轴承的铁谱分析发现润滑脂中虽然同样出现了铜合金和钢质磨粒，但其数量少，且尺寸也小。据此得出诊断结果：负荷侧轴承存在较严重异常磨损，故障的主要来源在于轴承保持架的磨损。2.3 诊断结论及建议综合以上振动和磨损的分析结果，可以得出如下结论：电机负荷侧轴承存在明显异常磨损，其中保持架的磨损相当严重，且异常磨损发展快。据此建议生产厂立即停机检修轴承。2.4 检修结果11月7日，生产厂对其进行拆检，发现电机负荷侧轴承的保持架则沿轴向两端面均被磨掉2-4 mm的深度，留下一明显的台阶，而轴承的内圈和外圈上均存在明显的条状压痕，滚柱上的磨痕也非常明显。 更换电机两侧轴承后，再次对电机单体运行时的情况进行了测试，与前面所测数据相比，其振动值明显下降。其后的几次分析同样表明，该机组的振动已经恢复到正常水平。3 结束语通过振动、磨损等多种分析方法的综合应用，我们及时预报了高炉脱硅除尘风机的电机轴承存在的故障，尤其在对轴承故障的准确定位方面，对检修起到了十分重要的指导作用，为尽快排除故障并迅速恢复生产起了至关重要的作用，诊断的意义就此体现出来。总之，多种分析方法的综合应用对提高故障诊断的准确率并最终确保机械设备的正常运行是非常必要的，这将是今后故障诊断的发展方向。参 考文 献1 D.P.安德森编, 金元生、杨其明译. 磨粒图谱.北京:机械工业出版社, 1987: 79-81 2 萧汉梁. 铁谱技术及其在机械监测诊断中的应用.北京:人民交通出版社,1993,202-2063 陈兵奎等. 润滑脂铁谱分析. 润滑与密封.1998（4）:334 刘仁德等. 润滑脂铁谱分析的研究与应用. 润滑与密封. 2002（5）:65-665 刘仁德等. 铁谱技术在脂润滑滚动轴承的状态监测中的应用. 中国机械工程学会摩擦学分会润滑技术专业委员会第八届学术年会（厦门）论文集. 2002: 142-1456 陶德华等. 利用光谱和铁谱分析技术对脂润滑滚动轴承进行状态监测. 第十一届全国设备监测与诊断学术会议论文集. 2002年10月, 无锡, 327~329(end)