滾動(dòng)軸承故障診斷的實(shí)用技巧
摘要:本文主要介紹滾動(dòng)軸承區別于實(shí)驗室診斷的生產(chǎn)實(shí)用技巧。
關(guān)鍵詞:滾動(dòng)軸承、故障診斷、振動(dòng)分析、實(shí)用技巧
滾動(dòng)軸承在設備中的應用非常廣泛,滾動(dòng)軸承狀態(tài)好壞直接關(guān)系到旋轉設備的運行狀態(tài),尤其在連續性大生產(chǎn)企業(yè),大量應用于大型旋轉設備重要部位,因此,實(shí)際生產(chǎn)中作好滾動(dòng)軸承狀態(tài)監測與故障診斷是搞好設備維修與管理的重要環(huán)節。我們經(jīng)過(guò)長(cháng)期實(shí)踐與摸索,積累了一些滾動(dòng)軸承實(shí)際故障診斷的實(shí)用技巧。
一、滾動(dòng)軸承故障診斷的方式及要點(diǎn)
對滾動(dòng)軸承進(jìn)行狀態(tài)監測和故障診斷的實(shí)用方法是振動(dòng)分析。
實(shí)用中需注意選擇測點(diǎn)的位置和采集方法。要想真實(shí)準確反映滾動(dòng)軸承振動(dòng)狀態(tài),必須注意采集的信號準確真實(shí),因此要在離軸承Z近的地方安排測點(diǎn),在電機自由端一般有后風(fēng)扇罩,其測點(diǎn)選擇在風(fēng)扇罩固定螺絲有較好監測效果。另外必須注意對振動(dòng)信號進(jìn)行多次采集和分析,綜合進(jìn)行比較。才能得到準確結論。
二、滾動(dòng)軸承正常運行的特點(diǎn)與實(shí)用診斷技巧
我們在長(cháng)期生產(chǎn)狀態(tài)監測中發(fā)現,滾動(dòng)軸承在其使用過(guò)程中表現出很強的規律性,并且重復性非常好。正常軸承在開(kāi)始使用時(shí),振動(dòng)和噪聲均比較小,但頻譜有些散亂,幅值都較小,可能是由于制造過(guò)程中的一些缺陷,如表面毛刺等所致。
運動(dòng)一段時(shí)間后,振動(dòng)和噪聲維持一定水平,頻譜非常單一,僅出現一、二倍頻。極少出現三倍工頻以上頻譜,軸承狀態(tài)非常穩定,進(jìn)入穩定工作期。
繼續運行后進(jìn)入使用后期,軸承振動(dòng)和噪聲開(kāi)始增大,有時(shí)出現異音,但振動(dòng)增大的變化較緩慢,此時(shí),軸承峭度值開(kāi)始突然達到一定數值。我們認為,此時(shí)軸承即表現為初期故障。
這時(shí),就要求對該軸承進(jìn)行嚴密監測,密切注意其變化。此后,軸承峭度值又開(kāi)始快速下降,并接近正常值,而振動(dòng)和噪聲開(kāi)始顯著(zhù)增大,其增大幅度開(kāi)始加快,當振動(dòng)超過(guò)振動(dòng)標準時(shí)(如2372標準),其軸承峭度值也開(kāi)始快速增大,當既超過(guò)振動(dòng)標準,而峭度值也超過(guò)正常值(可用峭度相對標準)時(shí),我們認為軸承已進(jìn)入晚期故障產(chǎn),需及時(shí)檢修設備,更換滾動(dòng)軸承。
軸承表現出晚期故障特征到出現嚴重故障(一般為軸承損壞如抱軸、燒傷、沙架散裂、滾道、珠粒磨損等)時(shí)間大都不超過(guò)一周,設備容量越大,轉速越快,其間隔時(shí)間越短。因此,在實(shí)際滾動(dòng)軸承故障診斷中,一旦發(fā)現晚期故障特征,應果斷判斷軸承存在故障,盡快安排檢修。
三、滾動(dòng)軸承異常運行特點(diǎn)及診斷技巧
現在由于假冒偽劣軸承難免會(huì )進(jìn)入企業(yè)和設備,而這些流動(dòng)軸承造成的嚴重故障往往是突發(fā)的,災難性的。如軸承保持架突然斷裂、軸承內外圈突燃斷裂等,這些故障將造成轉子抱軸,重者導致轉子或設備報廢。近幾年我們在實(shí)際中經(jīng)常遇到此類(lèi)情況。因此,在實(shí)際監測與診斷中,必須盡快診斷出滾動(dòng)軸承狀態(tài)好壞,并及時(shí)更換偽劣軸承,避免大事故發(fā)生。我們在大量的此類(lèi)事故中,也積累了一些實(shí)用技巧,就是此類(lèi)軸承在安裝后運行初期,監測其振動(dòng)狀態(tài),并進(jìn)行頻譜分析。我們發(fā)現軸承在運行初期,其頻譜有其*特點(diǎn),即設備工頻一般不占主要成份。但振動(dòng)總值不大,用振動(dòng)標準(如2372標準)判斷振動(dòng)是合格的。
此時(shí),就要引起我們警惕,這種狀態(tài)即表現為軸承部件存在缺陷等,其失效往往非??於曳浅M蝗?。上例即在測完此圖后兩小時(shí)轉子抱軸。
在診斷這些假冒偽劣軸承故障時(shí),要注意多積累平時(shí)軸承在設備上正常運行的頻譜和振動(dòng)時(shí)域情況,便于在出現此類(lèi)異常頻譜時(shí)能及時(shí)判斷出軸承故障,避免設備事故。
四、實(shí)用的滾動(dòng)軸承快速診斷技巧
我們在實(shí)際狀態(tài)監測中,往往只需判斷滾動(dòng)軸承好壞,能用多長(cháng)時(shí)間,而精密分析及診斷中診斷軸承某個(gè)部位故障往往實(shí)用性不大。實(shí)用中精密診斷由于受工況等因素影響,時(shí)常找不出滾動(dòng)軸承對應的特征頻率。雖然近幾年發(fā)展出的小波分析與快速共振動(dòng)解調分析技術(shù)比較準確,但所需設備投入較大,還需進(jìn)行較多分析,現場(chǎng)故障診斷人員一般較少應用。我們在實(shí)用診斷上采取有量綱參數與無(wú)量綱參數結合判斷進(jìn)行軸承快速故障診斷,即采用頻譜分析中頻率振動(dòng)速度,結合軸承峭度值進(jìn)行綜合診斷。當兩個(gè)條件均超過(guò)標準時(shí),我們判斷軸承存在故障。
這種判斷方法經(jīng)過(guò)三年的實(shí)踐,證明對滾動(dòng)軸承的故障診斷是非常實(shí)用的。判斷快速、準確,準確率超過(guò)90%。診斷出來(lái)的軸承基本上均處于后期故障階段,具有非常好的經(jīng)濟效益。
另外,當監測到滾動(dòng)軸承低頻振動(dòng)非常大的時(shí)候,排除機組不對中、不平衡、結構松動(dòng)、基礎共振結構性因素后,即使無(wú)滾動(dòng)軸承特征頻率,應果斷判斷滾動(dòng)軸承故障進(jìn)行檢修。
五、實(shí)用的滾動(dòng)軸承頻譜分析與診斷技巧
現在數據采集器使用已比較普遍。但在實(shí)用中注意一下技巧。對于振動(dòng)不大,軸承峭度不大,頻譜復雜的振動(dòng)信號,在現場(chǎng)難以判斷有*情況時(shí),我們將振動(dòng)信號采集回來(lái),傳到計算機進(jìn)行精密分析。此時(shí),行常規分析,檢查振動(dòng)速度頻譜和軸承峭度是否接近標準,而后用功率譜考察振動(dòng)能量是否超標,若功率譜不大,觀(guān)察頻譜中各種頻率成份。若譜線(xiàn)對應頻率工頻整倍,則應著(zhù)重查找機組結構方面的故障;若為工頻分數倍,出現較多小數位頻率,則應著(zhù)重查找軸承牲頻率,若有,則軸承存在的故障,若無(wú),排除其它部件故障后需引起警惕,加強監測。實(shí)際發(fā)現許多振動(dòng)不超標,而出現軸承故障事例。一旦出現軸承特征頻率或接近軸承特征頻率頻譜,則應判斷軸承存在故障,而后根據幅值大小,可作趨勢分析或安排檢修。