Rp106分解槽減速機軸承故障診斷

杜永春 楊生貴

（廣西華銀鋁業(yè)有限公司，廣西 德保 533700）

Rp106分解槽減速機軸承故障診斷

杜永春 楊生貴

（廣西華銀鋁業(yè)有限公司，廣西 德保 533700）

運用振動分析技術(shù)對減速機振動信號進(jìn)行頻譜分析，判斷減速機軸承存在故障，確保了生產(chǎn)的連續(xù)穩(wěn)定，具有顯著的經(jīng)濟效益。

齒輪減速機；軸承；故障診斷；振動分析；頻譜分析

分解槽是氧化鋁生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備，氫氧化鋁的析出就是在分解槽中進(jìn)行的，廣西華銀鋁業(yè)有限公司共有64臺。由于分解槽攪拌裝置減速機輸出轉(zhuǎn)速只有4.77r/min,其軸承故障診斷一直是靠維修人員的聽音棒，不能及時發(fā)現(xiàn)處于早、中期的軸承故障。

2013年7月公司開始用Vb7振動分析儀及Ascent資產(chǎn)管理系統(tǒng)對分解槽減速機運行振動數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測管理。本案例發(fā)生在RP106分解槽減速機，經(jīng)分析診斷第三軸支撐軸承存在故障。后經(jīng)解體檢查，診斷結(jié)果與實際相符，由于更換軸承及時，有效避免了減速機事故的發(fā)生。

一、機組情況

1.機組簡圖及測點分布機組簡圖及測點分布如圖1所示。

圖1

2.分解槽減速機參數(shù)

分解槽減速機型號ML4PVSF120、傳動比310.379、轉(zhuǎn)速1480/4.77（/r/ min）。

3.減速機軸承型號及齒輪齒數(shù)

減速機軸承型號及齒輪齒數(shù)見表1。

二、減速機軸承故障特

征頻率分析

減速機軸承故障特征頻率主要包括軸頻、齒輪的嚙合頻率、軸承的內(nèi)外圈、滾動體、保持架的故障特征頻率，它們與諧頻、邊頻相結(jié)合，成為對減速機故障判斷的依據(jù)。

三、測點布置

測點布置如圖1所示，高速軸稱為1軸，順此為2軸、3軸、4軸、5軸，測點選擇盡量靠近軸承處，對其水平、垂直、軸向振動信號進(jìn)行采集，由于4軸、5軸轉(zhuǎn)速較低，采集意義不大，故放棄。

四、故障分析

1.振動數(shù)據(jù)采集

參數(shù)設(shè)置完成后，將其傳到Vb7測振儀器，開始對設(shè)備振動數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。Rp106分解槽減速機采集數(shù)據(jù)如表2所示。

2.振動故障頻譜分析

2014年1月23日，按計劃對分解槽上的減速機振動數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，在數(shù)據(jù)分析過程中，發(fā)現(xiàn)RP106槽上減速機3軸振動頻譜出現(xiàn)異常，24日又對其進(jìn)行1次采集確認(rèn)，其振動頻譜與23日采集的相同。振動速度頻譜如圖2、圖3所示，3軸上下兩盤軸承軸向振動頻譜均出現(xiàn)小山包一樣的譜線族。通過分析打光標(biāo)發(fā)現(xiàn)譜線的間距（A光標(biāo)與B光標(biāo)之差）正好是轉(zhuǎn)頻1.094Hz，如表1所示(3軸轉(zhuǎn)速為65.25r/min，頻率為1.094Hz)，所以這些譜線是以轉(zhuǎn)頻為等間距的譜線族。輸入軸承型號進(jìn)行分析可以看到這些譜線族是軸承外圈故障特征頻率的諧波及其轉(zhuǎn)頻邊帶（圖4、圖5），這一特征符合軸承晚期故障的頻譜特征。觀其振動值，比2013年8月7日、12月12日采集到的振動值還要小。利用Ascent軟件的“頻譜堆棧圖”功能調(diào)出近幾個月的振動頻譜進(jìn)行對比，從圖上可以看出，2013年8月7日、12月12日，其振動頻譜圖上未出現(xiàn)軸承故障特征頻率、轉(zhuǎn)頻邊帶，而2014年1月23日、24日的卻出現(xiàn)了軸承外圈的故障特征頻率及諧波，而且伴有大量的轉(zhuǎn)頻邊帶，這是典形的軸承故障的晚期特征。為進(jìn)一步記錄故障存在，于當(dāng)天取油樣進(jìn)行鐵譜分析，得知鐵譜片上存在大量來自齒輪與軸承的疲勞磨粒，其中來自軸承的疲勞磨粒占多數(shù)，疲勞磨粒最大尺寸超過100μm。此外譜片上還存在著中量的嚴(yán)重滑動磨粒，設(shè)備齒輪與軸承均存在異常磨損，以軸承磨損為主。設(shè)備使用單位第2天開始退槽，將設(shè)備解列出來，避免了一場即將發(fā)生的設(shè)備事故，確保了生產(chǎn)連續(xù)穩(wěn)定進(jìn)行。

表1

表2 RP106分解槽減速機采集數(shù)據(jù) mm/s

圖2 3軸上盤軸承軸向振動頻譜圖

圖3 3軸下盤軸承軸向振動頻譜圖

圖4 3軸上盤軸承軸向振動頻譜圖

圖5 3軸下盤軸承軸向振動頻譜圖

五、檢修情況

Rp106分解槽減速機2014年3月7日在檢修基地解體開蓋吊出，3軸上下兩盤軸承座處有大量的鐵屑，軸承磨損嚴(yán)重，軸承內(nèi)圈、外圈、滾動體嚴(yán)重剝落，下盤軸承有1顆滾珠脫出保持架掉下；其它軸軸承除1軸上盤軸承有輕微磨損外，均完好。齒輪有輕微磨損，但不影響使用，檢修人員更換軸承后，設(shè)備恢復(fù)正常。

[1]韓捷，張瑞林等.旋轉(zhuǎn)機械故障機理及診斷技術(shù)[M].機械工業(yè)出版社.

[2]雷繼堯，丁康.軸承故障診斷[M].西安交通大學(xué)出版社.

TH132

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1671-0711（2015）02-0059-03

2014-04-24）