滾動軸承故障診斷技術在電機上的應用

張國棟，李鳳春

（凌源鋼鐵集團有限責任公司，遼寧 朝陽 122504）

滾動軸承故障診斷技術在電機上的應用

張國棟，李鳳春

（凌源鋼鐵集團有限責任公司，遼寧 朝陽 122504）

凌源鋼鐵集團有限責任公司特鋼廠小棒作業(yè)區(qū)9#軋機電機在運行中出現(xiàn)異常聲音。為確定故障原因，應用CSI2130機械狀態(tài)分析儀進行設備故障診斷，根據(jù)頻譜判斷出設備出現(xiàn)異常聲音的原因。

電機；軸承；頻譜

在鋼鐵企業(yè)風機、水泵、軋機等旋轉(zhuǎn)設備較多，在運轉(zhuǎn)過程中旋轉(zhuǎn)設備的多發(fā)故障就是軸承故障。如果能夠及時預知軸承故障，可以避免非計劃停機的發(fā)生。本文簡要分析滾動軸承故障。

1 滾動軸承故障機理

滾動軸承是電機的主要部件之一，軸承出現(xiàn)異常，直接影響設備的正常運轉(zhuǎn)。按照軸承損傷部位分類，軸承故障可分為內(nèi)圈故障、外圈故障、滾動體故障及保持架故障。

在軸承運轉(zhuǎn)過程中，當軸承出現(xiàn)缺陷時，會形成激振力，軸承的不同部位出現(xiàn)缺陷時，軸承產(chǎn)生的激振力會呈現(xiàn)不同的頻率特征，稱之為軸承故障特征頻率，軸承故障特征頻率是軸承故障診斷的依據(jù)，軸承的特征故障頻率理論計算公式如下：

軸承內(nèi)圈故障特征頻率：

軸承外圈故障特征頻率：

滾動體故障特征頻率：

保持架特征頻率：

式中：Z——滾動體個數(shù)；

fr——轉(zhuǎn)頻，Hz；

D——軸承節(jié)徑，mm；

d——滾動體直徑，mm；

α——接觸角。

2 設備狀況介紹

9#軋機是特鋼廠小棒生產(chǎn)線中軋區(qū)域的主要設備， 9#軋機電機采用6極交流異步變頻電機，電機型號為：YBFJ560-6/1000KW，電動機非軸伸端軸承型號為6232，電動機軸伸端軸承型號為NU232。6332滾動體數(shù)目Z為12個，軸承節(jié)徑D為177.16mm，滾動體直徑d為25mm，接觸角α為0度；NU232滾動體數(shù)目Z為18個，軸承節(jié)徑D為225mm，滾動體直徑d為30mm，接觸角α為0度；9#軋機為中軋區(qū)域軋機，軋機為470軋機。

3 設備診斷技術應用

2016年11月初，使用CSI2130機械狀態(tài)分析儀按計劃對小棒機組的粗軋、中軋設備進行振動測量、分析。發(fā)現(xiàn)9#軋機電機振動頻譜出現(xiàn)異常。振動頻譜如圖1、2所示。

測量時設備轉(zhuǎn)速1110r/min（fr18.51Hz），根據(jù)軸承信息，軸承各部件故障頻率見表1。

表1

頻譜圖中出現(xiàn)5.15fr倍頻率及其諧波，此頻率與理論計算的6232的軸承故障頻率基本一致。因軸承外圈故障頻率已經(jīng)出現(xiàn)了諧波，所以判定電機非軸伸端軸承6232已經(jīng)出現(xiàn)了異常，因總振動值不是很大，建議在定修期間檢查、更換電機非軸伸端軸承。在頻譜中沒有出現(xiàn)軸伸端軸承故障頻率，判定軸伸端軸承無異常，可以正常使用。

4 檢修情況

圖1

圖2

圖3

2016年11月中旬定修時，更換了電機非軸伸端軸承，更換下的軸承外圈已經(jīng)出現(xiàn)了點蝕（見圖3）。在現(xiàn)場應用設備故障診斷的頻譜分析技術，可以準確判斷設備異常原因，為檢修方式變革，也就是從點檢定修向預知維修轉(zhuǎn)變提供技術支持。

[1]盛兆順，尹琦嶺.設備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術及應用[M].化學工業(yè)出版社.

[2]楊建剛.旋轉(zhuǎn)機械振動分析與工程應用[M].中國電力出版社.

TH133.33

A

1671-0711（2017）03（上）-0078-02