引風機電動機軸承故障診斷分析
結合應用振動尖峰能量（gSE）監(jiān)瀏和診斷滾動抽承故障的實例介紹振動尖峰能量的適用范圍、監(jiān)測原理和判斷標準。
鍋爐引風機電動機是湛江發(fā)電廠的重要輔助設備，若發(fā)生故障被迫停止運行，勢必引起發(fā)電機組減負荷運行，甚至停運，因此，其安全運行意義顯得非常重要。自2003年3月開始應用美國恩泰克預測維修系統(tǒng)，對重要輔助設備進行定期狀態(tài)監(jiān)測。監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)3#爐B引風機電動機前端軸承的振動尖峰能量的總值偏大，頻譜圖中存在故障特征頻率，通過分析，準確地診斷出故障的原因，并建議盡快安排停機檢查，避免了軸承損壞事故的發(fā)生。
一、監(jiān)測簡介
3#爐B引風機電動機型號YKK710－6，額定功率1800kW，額定電壓6kV，額定轉速994r/min，前端軸承型號NU2238。
1．測點布置
該電動機測點分布如圖1所示，1H、1V和1A分別為電動機前端軸承的水平、垂直和軸向測點，2H為電動機后端軸承水平方向測點。
2．振動尖峰能量（gSE）原理
振動尖峰能量（gSE）指的是短瞬間內金屬碰撞和隨機振動所產生的通過機器的結構外傳的振動能量，主要用于監(jiān)測診斷滾動軸承和齒輪的缺陷。其工作原理是利用高通濾波掉常規(guī)機械振動故障（不平衡、不對中和松動等）頻率，只檢測高頻振動，此頻率范圍內滾動軸承缺陷脈沖能量激起機器零件或結構或振動加速度計安裝固定時的共振頻率，作為載頻調制軸承故障頻率，利用峰峰檢波檢測并保持高頻脈沖峰值，用衰減時間常數(shù)確定gSE頻譜的最高頻率fmax，這樣既保持了故障的嚴重程度，又突出了故障頻率及其諧振頻率。
3．報警值設定
澳大利亞堪培拉BHP鋼鐵公司采用美國恩泰克一愛迪公司EPM系統(tǒng)積累了大量數(shù)據，形成了自己的gSE判斷經驗準則，表1為其采用970型加速度計和大磁鐵座固定時gSE報警值。根據該gSE報警值9000A型加速度傳感器和現(xiàn)場設備的實際情況，將3# 爐B引風機電動機軸承的振動尖峰能量烈度報警值設為兩級，一級為2g′S，二級為3g′S。
4．監(jiān)測數(shù)據
該電動機前端軸承從出現(xiàn)故障到更換軸承后的監(jiān)測數(shù)據見表2。
二、診斷分析
電動機前端軸承故障特征頻率計算結果：軸承保持架故障特征頻率FTF=433r/min，軸承滾動體故障特征頻率BSF=3810r/min，軸承外環(huán)故障特征頻率BPFO=8230r/min，軸承內環(huán)故障特征頻率為BPFI=10652r/min。
在采用美國恩泰克預測維修系統(tǒng)開展狀態(tài)監(jiān)測之前，已經發(fā)現(xiàn)3# 爐B引風機電動機前端軸承噪聲異常，用聽棒可聽到斷續(xù)的“嗒嗒”聲，但隨后檢查其振動速度，卻處在良好范圍內。3月27日，通過采用數(shù)據采集器采集振動信號，發(fā)現(xiàn)前端軸承在振動尖峰能量（9SE）頻譜圖中出現(xiàn)明顯的故障特征頻譜。
前端軸承振動尖峰能量總量值偏大，尖峰能量（gSE）頻譜圖（圖2）中有大量的軸承保持架故障特征頻率（FTF=450r/min）和2倍的滾動體故障頻率（2×BSF=7650r/min）及其諧波，且軸承保持架故障特征頻率FTF以邊帶形式出現(xiàn)在2倍的滾動體故障頻率故障特征頻率及其諧波的兩側。
由此判斷軸承滾動體有故障，因為滾動體出現(xiàn)故障時，滾動體沖擊軸承保持架，將會產生軸承保持架故障頻率，然而，軸承保持架故障頻率本身很少以基頻出現(xiàn)，往往調制其他頻率，造成以軸承保持架故障頻率為間隔的邊帶。尖峰能量（gSE）頻譜圖中出現(xiàn)2倍的滾動體故障頻率及其諧波，這說明有可能有2個軸承滾動體有故障，因為如果一個以上滾動體有故障，將產生等于有故障的滾動體數(shù)目×滾動體故障頻率的頻率。雖然此時振動沖擊能量的總量值尚未達到報誓值，但軸承滾動體故障已出現(xiàn)明顯的早期故障特征，必須縮短監(jiān)測周期繼續(xù)跟蹤監(jiān)測。
在此后十多天的跟蹤監(jiān)測中，發(fā)現(xiàn)前端軸承的振動沖擊能量值均呈逐步發(fā)展趨勢（見圖3），各個方向的增幅均在約1倍以上，其中水平方向的沖擊能量值在4月16日超過了報警值，為安全起見，立即建議檢修部門利用停機機會及時給予更換。
三、現(xiàn)場檢驗
4月23日，利用3# 機組臨修機會，檢修部門更換下該電動機前端軸承。經清洗干凈后，檢查發(fā)現(xiàn)軸承內、外圈軌道完好，沒有磨損傷痕，保持架也完好，沒有松動和開裂現(xiàn)象，滾動體絕大多數(shù)完好，只有2個表面有軸向的傷痕。更換軸承后，現(xiàn)場測試故障頻率完全消失，前端軸承運行狀態(tài)良好，振動沖擊能量的總量值降到允許的范圍內。
四、結束語
實踐表明振動沖擊能量（gSE）對滾動軸承的診斷具有良好的靈敏性和獨特的表現(xiàn)特征，能較靈敏的反映滾動軸承的一些早期局部故障，非常適用于電廠對重要輔助設備滾動軸承的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷。
| 公司名稱： | 湘潭電機修理廠(湘潭電機維修中心) |
| 聯(lián) 系 人： | 胡經理 |
| 聯(lián)系電話： | 0731-58626841 |
| 手 機： | 13367420761 |
| 公司郵箱： | 2547364023@QQ.COM |
| 公司網址： | http://www.www.haloandellis.com/ |
