齒輪箱軸瓦磨損引起振動(dòng)的分析

戴 慶，高志敏，王 杰

（寧夏寶豐能源集團(tuán)股份有限公司，寧夏銀川 750411）

0 引言

HDPE 聚乙烯軸流泵在正常使用過(guò)程中，按照廠家技術(shù)要求進(jìn)行運(yùn)行維護(hù)，出現(xiàn)軸瓦磨損（非正常）和聯(lián)軸器膜片損壞是比較少見的，除非是發(fā)生潤(rùn)滑不良、軸承偏心、基礎(chǔ)松動(dòng)等振動(dòng)問(wèn)題，才會(huì)衍生出軸瓦磨損嚴(yán)重的故障。

1 項(xiàng)目概況

寧夏寶豐能源HDPE 聚乙烯采用的軸流泵型號(hào)為24 英寸28 英寸9500 臥式回路泵（圖1），該機(jī)泵由電機(jī)拖動(dòng)，變速機(jī)增速箱和機(jī)泵組成，工作轉(zhuǎn)速為1780 r/min。

圖1 機(jī)泵布置

機(jī)泵運(yùn)行一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)，電機(jī)聯(lián)軸器側(cè)振動(dòng)有增大的趨勢(shì)，其中1 個(gè)測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)由19m 上升到54m，另1 個(gè)測(cè)點(diǎn)振動(dòng)值由28m 上漲到48m，并呈緩慢上升趨勢(shì)，期間溫度變化不明顯。在排除測(cè)量元件問(wèn)題后懷疑瓦的間隙存在異常，因?yàn)闄C(jī)泵在前段時(shí)間運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生過(guò)晃電事故，晃電后增速箱運(yùn)行溫度從5967升至5888；晃電造成潤(rùn)滑油泵停止運(yùn)行7 min，機(jī)泵正常運(yùn)行（由于工藝原因潤(rùn)滑泵停泵機(jī)泵需正常運(yùn)行）。晃電后增速箱振動(dòng)其中1 個(gè)測(cè)點(diǎn)由5m 上漲到8m，其他振動(dòng)探頭信號(hào)顯示異常。本次振動(dòng)上漲問(wèn)題應(yīng)該為齒輪箱軸瓦間隙變大引起的電機(jī)聯(lián)軸器側(cè)振動(dòng)增大，期間利用離線測(cè)振儀對(duì)機(jī)泵、電機(jī)、齒輪箱進(jìn)行取數(shù)據(jù)頻譜分析，并依據(jù)振動(dòng)上漲情況進(jìn)行停機(jī)檢修，此次檢修過(guò)程中發(fā)現(xiàn)聯(lián)軸器膜片損壞嚴(yán)重，軸瓦磨損嚴(yán)重，巴氏合金脫落。檢修更換了新的備件軸瓦和聯(lián)軸器膜片，安裝完畢后開車，電機(jī)聯(lián)軸器側(cè)振動(dòng)14/16m，齒輪箱聯(lián)軸器側(cè)振動(dòng)17/19m，取得明顯好轉(zhuǎn)。

2 振動(dòng)監(jiān)測(cè)與分析

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)反映情況，對(duì)軸流泵的電機(jī)、齒輪箱、機(jī)泵利用安徽容知RH802 雙通道振動(dòng)分析儀進(jìn)行頻譜取數(shù)據(jù)分析，以下為具體分析過(guò)程。

2.1 電機(jī)聯(lián)軸器側(cè)振動(dòng)增長(zhǎng)趨勢(shì)（圖2）

2.2 電機(jī)聯(lián)軸器側(cè)振動(dòng)波形（圖3）

圖2 電機(jī)聯(lián)軸器側(cè)振動(dòng)增長(zhǎng)趨勢(shì)

圖3 電機(jī)聯(lián)軸器側(cè)振動(dòng)波形

仔細(xì)觀察波形圖，波形平穩(wěn)無(wú)沖擊波，說(shuō)明軸承運(yùn)行正常。頻譜圖主要出現(xiàn)的是1f 和2f，并且2f 遠(yuǎn)高于1f，初步懷疑存在不對(duì)中，因?yàn)檫€存在轉(zhuǎn)動(dòng)部件松動(dòng)和轉(zhuǎn)子橫向裂紋的故障，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢查確認(rèn)，排除松動(dòng)和轉(zhuǎn)子橫向裂紋的故障。

2.3 齒輪箱電機(jī)側(cè)波形頻譜（圖4）

觀察齒輪箱聯(lián)軸器側(cè)（電機(jī)）全程包絡(luò)線無(wú)脈沖信號(hào)、無(wú)故障特征信號(hào)，頻譜圖主要有f（24.1）、f 嚙合（1440）、2f 嚙合（2880）、3f 嚙合（4320）頻率，根據(jù)頻譜特征，主要為嚙合頻率的倍頻，并且邊頻帶幅值不高，初步懷疑為齒輪磨損或齒側(cè)隙過(guò)大，需要進(jìn)一步驗(yàn)證。

圖4 齒輪箱電機(jī)側(cè)波形頻譜

2.4 機(jī)泵聯(lián)軸器側(cè)速度波形頻譜（圖5）

根據(jù)波形圖間隔脈沖信號(hào)初步判斷軸承存在輕微的點(diǎn)蝕，頻譜圖主要為葉輪通過(guò)頻率（f工4（葉片）=117.8 Hz）為3.064 mm/s，和開車比較無(wú)增大趨勢(shì)，判斷運(yùn)行正常。

3 總結(jié)及驗(yàn)證

根據(jù)以上時(shí)域頻譜圖分析，機(jī)泵的齒輪箱和電機(jī)聯(lián)軸器存在對(duì)中故障，齒輪箱齒輪存在磨損或齒側(cè)隙過(guò)大的故障。經(jīng)過(guò)停車檢修拆解，發(fā)現(xiàn)電機(jī)齒輪箱側(cè)聯(lián)軸器膜片斷裂，造成對(duì)中偏差；軸瓦巴氏合金多處脫落，造成齒輪側(cè)隙過(guò)大并且齒輪多處有磨損的情況（圖6）。

圖5 機(jī)泵聯(lián)軸器側(cè)速度波形頻譜

圖6 膜片和軸瓦損壞