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              鍋爐引風機振動數據的采集與分析--益大風機(山東)有限公司-益大風機(山東)有限公司

              王少慧

              利用 CSI2120 振動數據采集儀對振動較大的鍋爐引風機進行振動數據采集。認為較大的振動是由風機外側軸承故障引起,停機檢修發現為典型軸承故障,更換新軸承后,設備運行恢復正常。

              關鍵詞 鍋爐引風機 軸承 振動 頻譜分析 故障診斷

              我公司在對某熱電分公司進行售后回訪時發現 該公司使用的 鍋爐引風機振動較大,采用 CSI 2120 測振儀進行了振動數據采集,通過各測量點的時域波形及頻譜圖特征,對該引風機進行振動故障分析診斷。

              一、設備主要參數及測點布置

              風機型號 Y4-73-11 N0.22F 設計能力 230150m3/h 引風壓力 2491Pa 電動機型號 YKK450-8WF1 功率 280kW 轉速 7300r/min 測點布置如圖 1 所示。

               

              二、振動分析

              電機內、外側及風機內側各測點的振動值均在正常范圍之內,分析振動數據時所依據的國際振動規范 ISO2372 從各測點的總體情況來看。而風機外側振動值較大。具體表示是軸向測點的振動速度值超報警線,而且時域波形中的沖擊較大,風機外測水平和垂直兩徑向測點的振動速度值雖然未超標,但時域波形中同樣顯示有沖擊信號,基于以上情況,就把分析的重點放在風機外側測點的 3 個方向上。

              1 .滾動軸承基本故障頻率的計算

              共有滾子 30 個,風機外側軸承型號是 3632 舊的軸承代號)對應新的軸承代號是 SKF22332C 屬雙列調心滾子軸承。每列 15 個。可以根據公式計算出軸承故障頻率。

              堅持架故障頻率:

              內圈故障頻率:

              外圈故障頻率:

              滾子轉動頻率:

              式中  f 一一每秒的轉速

              d 滾子直徑

              N 一一滾子數

              Dp 軸承節圓直徑

              α一一接觸角

              2 .軸承基本故障頻率在故障診斷中的作用

              進行故障診斷時,計算出軸承故障頻率后。如果頻譜圖中的缺陷頻率與上述某一個故障頻率相接近或重合,就可以判斷在該元件上可能存在相應故障,與故障頻率接近或重合的缺陷頻率峰值數越多就說明該元件存在故障可能性越大。

              3 .風機外側測點水平方向( 4H

              該處頻率為 109.89Hz 與軸承內圈故障頻率 107.5Hz 僅相差 2.49Hz 并另有峰值與軸承內圈故障頻率接近,圖 2 引風機外側測點 4 水平方向的頻譜圖(圖中 F 虛線為軸承內圈故障頻率)從圖中可以看到最高峰值為 2.043mm/ 未超過國際振動標準。雖然振動幅值沒有超標,但在 1000Hz 數據采集頻段內具有寬頻能量。

               

              圖中顯示信號有沖擊,圖 3 風機外側測點 4 水平方向的時域波形圖。有兩個峰值超故障線。

               

              4 .風機外側測點垂直方向( 4V

              圖中有 6 個峰值,圖 4 風機外側測點 4 垂直方向的頻譜圖。其頻率均與軸承內圈故障頻率( BPFI 倍頻相接近。同圖 2 一樣,這些峰值水平并不高,最高峰值只有 1.982mm/ 但一直到 l 000Hz 范圍內都有低幅值的寬頻能量出現。

              圖中顯示信號有沖擊,圖 5 風機外側測點 4 垂直方向的時域波形圖。有 25 個峰值超故障線。

               

              5 .風機外側測點軸向( 4A

              最高振動峰值達到 9.47mm/ 已超過國際振動標準,圖 6 風機外側測點 4 軸向的頻譜圖。主要峰值集中在 0~360Hz 之間, 360~1000Hz 間為均勻的地毯波。 1000Hz 頻段內有 3 個峰值,其頻率均與軸承滾柱內圈故障頻率的倍頻相接近。

               

              圖中顯示信號較雜亂并有強烈沖擊,圖 7 風機外側測點 4 軸向的時域波形圖。波形明顯超報警線和故障線。

               

              三、綜合分析結果

              測點 4H 頻譜最大峰值是 2.043mm/ 4V 頻譜中最大峰值是 1.982mm/ 都在正常范圍內,綜合以上測點 4 3 個方向的頻譜圖來看。但時域圖中均顯示有沖擊,并且垂直方向上的沖擊要大于水平方向;測點 4A 振動速度值最大為 9.47mm/ 已超振動標準,并且時域圖中的沖擊很大。從 4H 4V 4A 3 個方向頻譜峰值與軸承故障頻率對照的情況來看,軸承 4 個故障頻率中軸承內圈故障頻率與實際缺陷頻譜峰值最為接近。由此診斷結論是引風機外側軸承故障,且內圈故障的可能性要大于外圈、堅持架和滾動體。

              四、現場檢修情況

              拆下外側軸承,2 月 28 日對引風機進行檢修。發現軸承堅持架情況良好,兩個滾子表面有明顯點蝕,軸承外圈存在點蝕,軸承內圈有嚴重磨蝕,實際情況與故障診斷結果相符。

              再次對引風機進行振動數據采集,更換新軸承后的第二天。現場明顯感覺噪聲較小。圖 8 3 月 2 日采集的風機外側測點 4 水平方向的振動頻譜圖和時域波形圖。

              這可能是新品軸承在制造過程中的一些缺陷(如表面的小毛刺等)所致,從圖 8 中可以看到該點頻譜圖中的最大幅值僅 0.349mm/ 頻譜稍微有些散亂。時域波形也在正常范圍內,這次采集的數據可以作為以后對該設備進行故障診斷的對比依據。

               

              五、總結

              采用了多種診斷方式相結合的方法。 對 9# 鍋爐引風機進行故障診斷的全過程中。

              充分發揮這兩種診斷參數各自的優點, 1 頻譜和時域波形的分析中使用了有量綱參數與無量綱參數相結合的方法。互相取長補短,不以單一頻譜參數來輕言結論。

              所以在參考軸承故障頻率的同時也不過分強調故障頻率與故障的對應關系。 2 由于理論計算值與實際情況存在偏差。

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