鍋爐引風(fēng)機(jī)振動(dòng)數(shù)據(jù)的采集與分析--益大風(fēng)機(jī)（山東）有限公司-益大風(fēng)機(jī)（山東）有限公司

王少慧

利用 CSI2120 振動(dòng)數(shù)據(jù)采集儀對(duì)振動(dòng)較大的鍋爐引風(fēng)機(jī)進(jìn)行振動(dòng)數(shù)據(jù)采集。認(rèn)為較大的振動(dòng)是由風(fēng)機(jī)外側(cè)軸承故障引起，停機(jī)檢修發(fā)現(xiàn)為典型軸承故障，更換新軸承后，設(shè)備運(yùn)行恢復(fù)正常。

關(guān)鍵詞 鍋爐引風(fēng)機(jī) 軸承 振動(dòng) 頻譜分析 故障診斷

我公司在對(duì)某熱電分公司進(jìn)行售后回訪時(shí)發(fā)現(xiàn) 該公司使用的 鍋爐引風(fēng)機(jī)振動(dòng)較大，采用 CSI 2120 測(cè)振儀進(jìn)行了振動(dòng)數(shù)據(jù)采集，通過(guò)各測(cè)量點(diǎn)的時(shí)域波形及頻譜圖特征，對(duì)該引風(fēng)機(jī)進(jìn)行振動(dòng)故障分析診斷。

一、設(shè)備主要參數(shù)及測(cè)點(diǎn)布置

風(fēng)機(jī)型號(hào) Y4-73-11 N0.22F 設(shè)計(jì)能力 230150m3/h 引風(fēng)壓力 2491Pa 電動(dòng)機(jī)型號(hào) YKK450-8WF1 功率 280kW 轉(zhuǎn)速 7300r/min 測(cè)點(diǎn)布置如圖 1 所示。

 

二、振動(dòng)分析

電機(jī)內(nèi)、外側(cè)及風(fēng)機(jī)內(nèi)側(cè)各測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)值均在正常范圍之內(nèi)，分析振動(dòng)數(shù)據(jù)時(shí)所依據(jù)的國(guó)際振動(dòng)規(guī)范 ISO2372 從各測(cè)點(diǎn)的總體情況來(lái)看。而風(fēng)機(jī)外側(cè)振動(dòng)值較大。具體表示是軸向測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)速度值超報(bào)警線，而且時(shí)域波形中的沖擊較大，風(fēng)機(jī)外測(cè)水平和垂直兩徑向測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)速度值雖然未超標(biāo)，但時(shí)域波形中同樣顯示有沖擊信號(hào)，基于以上情況，就把分析的重點(diǎn)放在風(fēng)機(jī)外側(cè)測(cè)點(diǎn)的 3 個(gè)方向上。

1 ．滾動(dòng)軸承基本故障頻率的計(jì)算

共有滾子 30 個(gè)，風(fēng)機(jī)外側(cè)軸承型號(hào)是 3632 舊的軸承代號(hào)）對(duì)應(yīng)新的軸承代號(hào)是 SKF22332C 屬雙列調(diào)心滾子軸承。每列 15 個(gè)?？梢愿鶕?jù)公式計(jì)算出軸承故障頻率。

堅(jiān)持架故障頻率：

內(nèi)圈故障頻率：

外圈故障頻率：

滾子轉(zhuǎn)動(dòng)頻率：

式中  f 一一每秒的轉(zhuǎn)速

d 滾子直徑

N 一一滾子數(shù)

Dp 軸承節(jié)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(jìn)行故障診斷時(shí)，計(jì)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(gè)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(yīng)故障，與故障頻率接近或重合的缺陷頻率峰值數(shù)越多就說(shuō)明該元件存在故障可能性越大。

3 ．風(fēng)機(jī)外側(cè)測(cè)點(diǎn)水平方向（ 4H

該處頻率為 109.89Hz 與軸承內(nèi)圈故障頻率 107.5Hz 僅相差 2.49Hz 并另有峰值與軸承內(nèi)圈故障頻率接近，圖 2 引風(fēng)機(jī)外側(cè)測(cè)點(diǎn) 4 水平方向的頻譜圖（圖中 F 虛線為軸承內(nèi)圈故障頻率）從圖中可以看到最高峰值為 2.043mm/ 未超過(guò)國(guó)際振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)。雖然振動(dòng)幅值沒(méi)有超標(biāo)，但在 1000Hz 數(shù)據(jù)采集頻段內(nèi)具有寬頻能量。

 

圖中顯示信號(hào)有沖擊，圖 3 風(fēng)機(jī)外側(cè)測(cè)點(diǎn) 4 水平方向的時(shí)域波形圖。有兩個(gè)峰值超故障線。

 

4 ．風(fēng)機(jī)外側(cè)測(cè)點(diǎn)垂直方向（ 4V

圖中有 6 個(gè)峰值，圖 4 風(fēng)機(jī)外側(cè)測(cè)點(diǎn) 4 垂直方向的頻譜圖。其頻率均與軸承內(nèi)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(nèi)都有低幅值的寬頻能量出現(xiàn)。

圖中顯示信號(hào)有沖擊，圖 5 風(fēng)機(jī)外側(cè)測(cè)點(diǎn) 4 垂直方向的時(shí)域波形圖。有 25 個(gè)峰值超故障線。

 

5 ．風(fēng)機(jī)外側(cè)測(cè)點(diǎn)軸向（ 4A

最高振動(dòng)峰值達(dá)到 9.47mm/ 已超過(guò)國(guó)際振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)，圖 6 風(fēng)機(jī)外側(cè)測(cè)點(diǎn) 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(nèi)有 3 個(gè)峰值，其頻率均與軸承滾柱內(nèi)圈故障頻率的倍頻相接近。

 

圖中顯示信號(hào)較雜亂并有強(qiáng)烈沖擊，圖 7 風(fēng)機(jī)外側(cè)測(cè)點(diǎn) 4 軸向的時(shí)域波形圖。波形明顯超報(bào)警線和故障線。

 

三、綜合分析結(jié)果

測(cè)點(diǎn) 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(nèi)，綜合以上測(cè)點(diǎn) 4 3 個(gè)方向的頻譜圖來(lái)看。但時(shí)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(cè)點(diǎn) 4A 振動(dòng)速度值最大為 9.47mm/ 已超振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)，并且時(shí)域圖中的沖擊很大。從 4H 4V 4A 3 個(gè)方向頻譜峰值與軸承故障頻率對(duì)照的情況來(lái)看，軸承 4 個(gè)故障頻率中軸承內(nèi)圈故障頻率與實(shí)際缺陷頻譜峰值最為接近。由此診斷結(jié)論是引風(fēng)機(jī)外側(cè)軸承故障，且內(nèi)圈故障的可能性要大于外圈、堅(jiān)持架和滾動(dòng)體。

四、現(xiàn)場(chǎng)檢修情況

拆下外側(cè)軸承，2 月 28 日對(duì)引風(fēng)機(jī)進(jìn)行檢修。發(fā)現(xiàn)軸承堅(jiān)持架情況良好，兩個(gè)滾子表面有明顯點(diǎn)蝕，軸承外圈存在點(diǎn)蝕，軸承內(nèi)圈有嚴(yán)重磨蝕，實(shí)際情況與故障診斷結(jié)果相符。

再次對(duì)引風(fēng)機(jī)進(jìn)行振動(dòng)數(shù)據(jù)采集，更換新軸承后的第二天?，F(xiàn)場(chǎng)明顯感覺(jué)噪聲較小。圖 8 3 月 2 日采集的風(fēng)機(jī)外側(cè)測(cè)點(diǎn) 4 水平方向的振動(dòng)頻譜圖和時(shí)域波形圖。

這可能是新品軸承在制造過(guò)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(diǎn)頻譜圖中的最大幅值僅 0.349mm/ 頻譜稍微有些散亂。時(shí)域波形也在正常范圍內(nèi)，這次采集的數(shù)據(jù)可以作為以后對(duì)該設(shè)備進(jìn)行故障診斷的對(duì)比依據(jù)。

 

五、總結(jié)

采用了多種診斷方式相結(jié)合的方法。 對(duì) 9# 鍋爐引風(fēng)機(jī)進(jìn)行故障診斷的全過(guò)程中。

充分發(fā)揮這兩種診斷參數(shù)各自的優(yōu)點(diǎn)， 1 頻譜和時(shí)域波形的分析中使用了有量綱參數(shù)與無(wú)量綱參數(shù)相結(jié)合的方法?；ハ嗳￠L(zhǎng)補(bǔ)短，不以單一頻譜參數(shù)來(lái)輕言結(jié)論。

所以在參考軸承故障頻率的同時(shí)也不過(guò)分強(qiáng)調(diào)故障頻率與故障的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 2 由于理論計(jì)算值與實(shí)際情況存在偏差。