輥壓機動輥電機前端軸承故障診斷與分析

魏雪梅

（廣東塔牌集團福建塔牌水泥有限公司，福建 武平 364302）

1 基本情況

本文介紹兩條5000t/d熟料生產(chǎn)線，水泥粉磨系統(tǒng)采用φ4.2×13m球磨機配套RP170-110輥壓機的聯(lián)合粉磨系統(tǒng)。

振動監(jiān)測采用上海華陽HY-106C手持式工作測振儀進行離線監(jiān)測，同時結(jié)合PMS設(shè)備點巡檢管理系統(tǒng)對設(shè)備運轉(zhuǎn)過程中的振動情況進行數(shù)據(jù)采集及分析。

2 輥壓機電機基本信息

輥壓機電機型號為YRKK630-6，轉(zhuǎn)速994r/min，電機前端軸承型號為23038CC/W33、后端軸承型號為NU234/P6。振動數(shù)據(jù)測點設(shè)置為電機前端及后端軸承座部位，每個部位分別對軸向、水平及垂直3個方向進行振動數(shù)據(jù)的采集，其中軸向及水平方向測量振動速度，垂直方向測量振動速度及加速度。在速度采集時設(shè)置的數(shù)據(jù)點數(shù)為1024、頻率帶寬為1000Hz；在加速度采集時設(shè)置的數(shù)據(jù)點數(shù)為2048、頻率帶寬為5000Hz。分辨率相關(guān)的計劃公式如下：

分辨率＝頻率帶寬÷采樣線數(shù)；

采樣線數(shù)＝采樣數(shù)據(jù)點數(shù)÷2.56。

所以本臺輥壓機電機軸承測點采集的數(shù)據(jù)分辨率為：速

度分辨率＝1000÷(1024÷2.56)＝2.5Hz；

加速度分辨率＝5000÷(2048÷2.56)＝6.25Hz；具體測點布置及符號說明見圖1及表1。

2.1 電機頻率信息（表2）

2.2 故障時/頻域診斷現(xiàn)象及說明

圖1 輥壓機電機振動數(shù)據(jù)采集點布置圖

表1 測點符號及意義

表2 電機頻率信息表

2016年8月10日開始，監(jiān)測發(fā)現(xiàn)3#輥壓機電機02V測點加速度值大幅上升（值為 105.47m/s2），如圖2所示，時域波形中存在約為175Hz的沖擊成分，另在頻譜圖1000～4000Hz中也發(fā)現(xiàn)約為175Hz的周期頻率，且能量均較高。將圖2中電機前端加速度測點時/頻域波形圖與表1電機頻率信息表相結(jié)合，可發(fā)現(xiàn)175Hz頻率與前端軸承23038CC/W33外圈通過頻率相對應(yīng)。根據(jù)軸承的頻譜分析法，即用軸承的故障特征頻率來識別滾動軸承的故障，當(dāng)潤滑與安裝都良好的滾動軸承元件產(chǎn)生故障的時候，可能會有軸承的內(nèi)外圈滾道、保持架或滾動體的缺陷，當(dāng)滾動體通過缺陷位置時發(fā)生沖擊而產(chǎn)生周期性故障沖擊脈沖，圖2中沖擊發(fā)生的周期（175.34Hz）為電機前軸承外圈通過頻率，因此可以判斷該輥壓機電機前端軸承外圈出現(xiàn)缺陷。

圖2 電機前端加速度測點時/頻域波形圖

在后續(xù)的跟蹤監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)其測點的加速度值呈上升的趨勢。到2017年5月1日時，其加速度已上升到189.24m/s2，時域及頻域幅值能量也異常高，且在頻譜圖中峰群存在白噪聲帶如圖3所示，由此判斷該電機軸承故障已擴展，需根據(jù)設(shè)備停機情況安排更換軸承。

圖3 電機前端加速度測點時/頻域波形圖

3 檢修確認及總結(jié)

2017年6月12日～16日，利用3#輥壓機輥子輥面在線焊補停機時間，對該電機前端軸承進行更換，經(jīng)拆檢發(fā)現(xiàn)軸承外圈受力部位已剝落明顯，如圖4為該軸承外圈剝落圖片。軸承更換后設(shè)備運行正常，故障頻率已消失。

圖4 電機前軸承23038CC/W33外圈剝落圖片

4 結(jié)語

本文所述案例是通過分析設(shè)備運轉(zhuǎn)過程中振動數(shù)據(jù)能量沖擊的變化及識別軸承的故障特征頻率，分析判斷設(shè)備故障發(fā)生的部位及嚴(yán)重程度，指導(dǎo)設(shè)備檢修以實現(xiàn)設(shè)備的預(yù)知性維修。