狀態檢測故障診斷技術在冶金設備中的應用

肖國亮，黃建新

（新疆德勤互力工業技術有限公司，新疆 烏魯木齊 830022）

將旋轉設備狀態檢測及故障診斷技術應用到A類關鍵旋轉設備故障診斷中，通過頻譜分析，能夠快速找到設備故障點，根據故障原因有目的確定檢修方案，使故障在初期能夠被發現并解決，并在提高檢修效率、降低維修成本中發揮其重要作用。

某單位一臺離心引風機，通過狀態監測手段發現其振動烈度在逐漸增大，進行頻譜分析后很快找到故障原因，安排檢修故障。

離心引風機型號：D/250—1.24/0.89，960r/min即風機基頻15Hvz。

A軸向測點，H水平測點，V垂直測點。

具體分析如下。

1 頻譜分析

1.1 測點分布（圖1）

圖1

表1

因異常振動源在風機上，且主要在風機軸向（A）振動上，在這里只分析5#、6#軸向兩個測點頻譜。

1.2 振動幅值比較分析（如表1）

可以看到，風機5#、6#軸向測點振動烈度在逐漸增大，設備劣化趨勢明顯，根據GB/T6075.3—2001測量和振動烈度評價標準，需要停機檢修，及時通知了設備點檢人員。

1.3 頻譜圖比較分析（如圖2、圖3、圖4）

圖2 風機負載端5A速度頻譜圖

圖3 風機負載端5A速度時域波形圖

圖4 風機負載端5A速度倒譜圖

1.4 總結分析

通過風機5#測點軸向（A）頻譜圖、時域波形圖和倒譜圖綜合分析，風機故障源為風機轉頻15Hz和127Hz兩個故障頻率，時域波形圖摩擦信號和松動信號比較明顯。查閱圖紙，該風機負荷端軸承型號為調心滾子軸承22232，利用軸承特征故障頻率計算公式：

內環滾動，外環靜止。

保 持 架：fc=1/2×R/60×（1-d/D×cosα）≈ 0.4×R/60。

外 滾 道：fo=N/2×R/60×（1-d/D×cosα）≈0.4×N×R/60。

內 滾 道：fi=N/2×R/60×（1+d/D×cosα）≈0.6×N×R/60。

滾 子：fb=1/2×R/60×D/d×[1-（d/D×cosα）2]≈ 0.23×N×R/60(N ＜ 10)。

≈0.18×N×R/60(N＞10)。式中：R——轉速(r/min)

d——滾子直徑；

D——節圓直徑；

α——接觸角；

N——滾子數。

得出調心滾子軸承22232特征頻率（如表2）。

表2

得出故障結果：軸承外環出現問題。

1.5 分析驗證

停機后揭蓋檢查，發現調心滾子軸承22232內環鎖緊螺母松動，導致外環（軸）——軸向串動超標，產生異常軸向振動，考慮水平和垂直振動烈度不高，建議不更換軸承，將螺母鎖緊即可。開機試運行，運行狀態數據采集分析，振動烈度明顯下降，符合GB/T6075.3—2001測量和振動烈度評價標準，可投入正常運行。

2 結語

本次檢修只是將軸承內環鎖緊螺母緊固后，風機5#、6#兩測點軸向振動幅值顯著下降，檢修效率大大提高，而且檢修針對性很強，節約了檢修資源和檢修成本，充分體現了狀態監測及故障診斷分析技術參與設備點檢、維護的作用及價值，是開展狀態維修的典型案例之一。