浙江银驰轴承科技有限公司

给水泵电机前轴承内滚道严重损伤故障诊断实例

2016-11-15

闫志勇
(声振之家)
  概述
  1#锅炉给水泵电机出现振动和噪音增大的现象,利用振动分析手段,判断为前轴承损坏故障。拆检后发现前轴承内滚道存在严重损伤,证实了Z初的诊断结论。
  关键词:给水泵,电机,轴承,振动分析
  1.设备相关信息
  锅炉给水泵:
  型号 DG8580×8;
  流量 85m3/h;
  扬程 640m;
  电机轴承 SKF6318/C3;
  水泵为滑动轴承支撑;
  沈阳水泵厂生产。
  2.发现故障
  2008年2月27日,动力装置电气维修班早上对1#给水泵巡检时,发现电机振动以及噪音增大,等到下午再次巡检时情况仍未好转,于是及时通知了机械技术部,对该电机进行精密故障分析,以决定是否采取停车检修的措施。
  3.故障诊断过程
  故障诊断人员到达现场后,离电机很远就听到了很大的噪音。用起子听诊时听到非常尖锐的高频噪声,耳朵甚至都难以忍受。于是对电机的前后轴承进行了振动测量及故障分析。
  其中,用VM63a点检式测振仪测量电机输出端轴承的高频(>1kHz)加速度达到了200m/s2,已经达到了仪器的量程上限,而低频(<1kHz)加速度也达到了48m/s2。根据以往测量经验,这两个值均严重超标,说明轴承状况非常不妙,可能已出现严重损伤。电机风扇端轴承高频和低频加速度均为37m/s2,小于前轴承的振动水平,分析认为有可能是从前轴承一段传递过来的。
  另外,还对电机的前后轴承的振动频谱进行了精密分析。其中,前轴承H向振动速度达到了18mm/s有效值,与以往振动水平相比有了一个突然的上升,如图1。频谱中出现了4.9倍频、18.5倍频及其各自的谐波,并成为频谱图上占很大优势的成分,如图2所示。对于滚动轴承支撑的电机,出现转速频率的非整数倍谐频,而转速频率及其谐频幅值并未升高,也没出现电源频率2FL的峰值,基本可以排除轴系本身故障(如转子不平衡、轴弯曲、松动等)以及电气故障的影响,而出现轴承损坏故障的可能性非常大。
  图1 前轴承H向振动变化趋势
  图 2前轴承H向振动频谱
  为了进一步加以证实,现场还测量了电机轴承的振动尖峰能量(gSE)值及其谱图。结果显示,gSE值从以往的0.2g’s以下上升到2.27g’s,gSE谱图中也明显出现了4.9倍频和18.5倍频的峰值,如图3。
图3 前轴承振动尖峰能量gSE谱
  gSE是美国ENTEK公司用于检测轴承和齿轮损伤故障的专利技术,实践表明其具有较高的准确率。此次,无论gSE值还是gSE频谱均出现了异常现象,更进一步说明了电机前轴承出现损坏的可能性非常大。
  4.诊断结论
  结合以上各种异常现象,给出的诊断结论是电机前轴承严重损坏,有可能已经波及到了后轴承,而轴系本身以及电气方面都不存在任何问题。车间共有四台给水泵,平时只开两台,保证至少有一台备机。而近期2#给水泵电机转子刚拿出厂外修,如果1#泵也安排检修,就没有备用泵,一般情况下工艺部门是不会同意停车的。但考虑到目前电机轴承很可能存在严重损坏,一旦轴承抱死或耍套将会对转子轴及电机定子和转子等其它部件造成破坏性的影响。因此Z终还是将此次诊断结论通知工艺及电气部门领导,决定立即停车检修,检修重点放在电机前轴承上。
  5.故障的证实
  第二天上班,电气车间就立即对1#给水泵电机轴承进行拆检。拆开电机前轴承后,发现轴承内滚道出现一块约40mm×15mm的点蚀剥落坑,深度达到了1mm,如图4所示。滚珠上有一些轻微的划痕,其它部位包括后轴承都没有明显的损伤迹象。这说明由于发现及时,在故障尚未进一步扩展并对其它部位造成更大破坏之前采取了果断的措施,有效地保护了设备本身。此外,由于抓住了重点,有针对性地对故障部位进行了处理,此次突击检修只用了半天的时间,为车间的正常运行提供了很好的保障。
图4 前轴承内滚道损坏后的照片