輥壓機(jī)動(dòng)輥電機(jī)前端軸承故障診斷與分析

魏雪梅

（廣東塔牌集團(tuán)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(jī)配套R(shí)P170-110輥壓機(jī)的聯(lián)合粉磨系統(tǒng)。

振動(dòng)監(jiān)測(cè)采用上海華陽(yáng)HY-106C手持式工作測(cè)振儀進(jìn)行離線監(jiān)測(cè)，同時(shí)結(jié)合PMS設(shè)備點(diǎn)巡檢管理系統(tǒng)對(duì)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的振動(dòng)情況進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及分析。

2 輥壓機(jī)電機(jī)基本信息

輥壓機(jī)電機(jī)型號(hào)為YRKK630-6，轉(zhuǎn)速994r/min，電機(jī)前端軸承型號(hào)為23038CC/W33、后端軸承型號(hào)為NU234/P6。振動(dòng)數(shù)據(jù)測(cè)點(diǎn)設(shè)置為電機(jī)前端及后端軸承座部位，每個(gè)部位分別對(duì)軸向、水平及垂直3個(gè)方向進(jìn)行振動(dòng)數(shù)據(jù)的采集，其中軸向及水平方向測(cè)量振動(dòng)速度，垂直方向測(cè)量振動(dòng)速度及加速度。在速度采集時(shí)設(shè)置的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)為1024、頻率帶寬為1000Hz；在加速度采集時(shí)設(shè)置的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)為2048、頻率帶寬為5000Hz。分辨率相關(guān)的計(jì)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(diǎn)數(shù)÷2.56。

所以本臺(tái)輥壓機(jī)電機(jī)軸承測(cè)點(diǎn)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(cè)點(diǎn)布置及符號(hào)說(shuō)明見(jiàn)圖1及表1。

2.1 電機(jī)頻率信息（表2）

2.2 故障時(shí)/頻域診斷現(xiàn)象及說(shuō)明

圖1 輥壓機(jī)電機(jī)振動(dòng)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)布置圖

表1 測(cè)點(diǎn)符號(hào)及意義

表2 電機(jī)頻率信息表

2016年8月10日開(kāi)始，監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)3#輥壓機(jī)電機(jī)02V測(cè)點(diǎn)加速度值大幅上升（值為 105.47m/s2），如圖2所示，時(shí)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(jī)前端加速度測(cè)點(diǎn)時(shí)/頻域波形圖與表1電機(jī)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(guò)頻率相對(duì)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(lái)識(shí)別滾動(dòng)軸承的故障，當(dāng)潤(rùn)滑與安裝都良好的滾動(dòng)軸承元件產(chǎn)生故障的時(shí)候，可能會(huì)有軸承的內(nèi)外圈滾道、保持架或滾動(dòng)體的缺陷，當(dāng)滾動(dòng)體通過(guò)缺陷位置時(shí)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(jī)前軸承外圈通過(guò)頻率，因此可以判斷該輥壓機(jī)電機(jī)前端軸承外圈出現(xiàn)缺陷。

圖2 電機(jī)前端加速度測(cè)點(diǎn)時(shí)/頻域波形圖

在后續(xù)的跟蹤監(jiān)測(cè)中發(fā)現(xiàn)其測(cè)點(diǎn)的加速度值呈上升的趨勢(shì)。到2017年5月1日時(shí)，其加速度已上升到189.24m/s2，時(shí)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(jī)軸承故障已擴(kuò)展，需根據(jù)設(shè)備停機(jī)情況安排更換軸承。

圖3 電機(jī)前端加速度測(cè)點(diǎn)時(shí)/頻域波形圖

3 檢修確認(rèn)及總結(jié)

2017年6月12日～16日，利用3#輥壓機(jī)輥?zhàn)虞伱嬖诰€焊補(bǔ)停機(jī)時(shí)間，對(duì)該電機(jī)前端軸承進(jìn)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(yùn)行正常，故障頻率已消失。

圖4 電機(jī)前軸承23038CC/W33外圈剝落圖片

4 結(jié)語(yǔ)

本文所述案例是通過(guò)分析設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中振動(dòng)數(shù)據(jù)能量沖擊的變化及識(shí)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(shí)現(xiàn)設(shè)備的預(yù)知性維修。