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給水泵電機前軸承故障分析與診斷

2010-03-30

作者：閆志勇

　　摘　要：鍋爐給水泵電機出現振動和噪聲增大的現象，利用振動分析手段，判斷為前軸承損壞故障。拆檢后發現前軸承內滾道存在嚴重損傷，證實了之前的診斷結論。
　　關鍵詞：給水泵；電機；軸承；振動分析
　　一、概述
　　湖北大峪口化工有限責任公司1#鍋爐給水泵型號DG85-80×8，流量85m³/h，揚程640m，電機軸承SKF6318/C3，給水泵為滑動軸承支撐。
　　2008年2月27日上午對1#給水泵巡檢時，發現電機振動以及噪聲增大，下午再次巡檢時情況仍未好轉，于是對該電機進行故障分析診斷，以決定是否需停車檢修。
　　二、分析過程
　　在現場離著電機很遠就聽到了很大的噪聲。用螺絲刀聽診時聽到非常尖銳的高頻噪聲，令人難以忍受。對電機的前后軸承進行了振動測量，用VM-63a點檢式測振儀測量電機輸出端軸承（前軸承）的高頻（>1kHz）加速度達到了200m/s²，已經達到了儀器的量程上限，而低頻（<1kHz）加速度也達到了48m/s²。根據以往測量經驗，這兩個值均嚴重超標，說明軸承狀況非常不好，可能已出現嚴重損傷。電機風扇端軸承（后軸承）高頻和低頻加速度均為37m/s²，小于前軸承的振動水平，分析認為有可能是從前軸承傳遞過來的。
　　對電機的前后軸承的振動頻譜進行了分析。其中，前軸承水平方向振動速度（有效值）達到了18mm/s，與以往振動水平相比有了一個突然的上升（圖1）。頻譜中出現了4.9倍頻、18.5倍頻及其各自的諧波，并成為頻譜圖上占很大優勢的成分（圖2）。對于滾動軸承支撐的電機，出現轉速頻率的非整數倍諧頻，而轉速頻率及其諧頻幅值并未升高，也沒出現電源頻率2FL的峰值，基本可以排除軸系本身故障（如轉子不平衡、軸彎曲、松動等）以及電氣故障的影響，而出現軸承損壞故障的可能性非常大。

　　為了進一步加以證實，現場測量了電機軸承的振動尖峰能量（gSE）值及其譜圖。結果顯示，gSE值從以往的0.2g’s以下上升到2.27g’s，gSE譜圖中也明顯出現了4.9倍頻和18.5倍頻的峰值（圖3）。

　　gSE是美國ENTEK公司用于檢測軸承和齒輪損傷故障的專利技術，實踐表明其具有較高的準確率。此次，無論gSE值還是gSE頻譜均出現了異常現象，更進一步說明了電機前軸承出現損壞的可能性非常大。
　　三、診斷結論
　　結合以上各種異常現象，診斷為電機前軸承嚴重損壞，有可能已經波及到了后軸承，而軸系本身以及電氣方面都不存在任何問題。車間共有四臺給水泵，平時只開兩臺，保證至少有一臺備機。而近期2#給水泵電機轉子外修，如果1#泵也安排檢修，就沒有備用泵，一般情況下是不能停車的，但考慮到目前電機軸承很可能存在嚴重損壞，一旦軸承抱死或耍套將會對轉子軸及電機定子和轉子等其他部件造成破壞性的影響。Z終還是決定立即停車檢修，檢修重點為電機前軸承。
　　四、檢修結果
　　電氣車間立即對1#給水泵電機軸承進行拆檢。拆開電機前軸承后，發現軸承內滾道出現一塊約40mm×15mm的點蝕剝落坑，深度達到了1mm，滾珠上有一些輕微的劃痕，其他部位包括后軸承都沒有明顯的損傷跡象。這說明由于發現及時，在故障尚未進一步擴展并對其他部位造成更大破壞之前采取了措施，有效地保護了設備本身。此外，由于抓住了重點，有針對性地對故障部位進行了處理，此次突擊檢修只用了半天的時間，為整個裝置的正常運行提供了很好的保障。

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