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              轴承知识

              关于干熄焦筛焦除尘风机异响的原因分析

              2021-01-14
              彭求旺
              (煤化干熄焦运行技术交流学习平台)
              一、情况简介
              干熄焦筛焦除尘风机采用金通灵公司生产的风机,配套泰富西玛电机,于2009年10月投入运行。该风机转子直径2080mm,转子重量3000kg,风机最高转速980r/min,采用尼龙棒柱销联轴器,共四道轴承。轴系结构如图1所示。自4月24日以来,电机驱动端异音明显,用手机对异常声音录音,如下。
              图1 轴系简图
              二、原因分析
              用频谱分析仪对电机驱动端数据进行采集,数据如下:
              1、加速度、速度波形出现转速频率间隔的冲击。特别是速度波形也出现转频间隔冲击,这就意味着故障已经进入比较严重的阶段。
              图2 加速度波形
              图3 速度波形
              2、频谱以转速频率的谐波为主,甚至出现20X以上的转速频率谐波。
              图4 速度谱
              从频谱来分析主要偏向于三类故障。
              1、尼龙棒柱销联轴器磨损产生的噪音。
              2、轴承故障,这里指轴承有明显的故障缺陷,比如圈、外圈上有磨损、剥落。
              3、轴承在轴承座中松动或内圈与轴承之间配合不良引起的噪音(跑圈,包括内圈和外圈,这里强调的是松动)
              首先对噪声产生的部位进行分析,排除噪声由尼龙棒柱销联轴器磨损产生。原因有如下几点:
              1、联轴器下方无尼龙棒碎屑。噪音近两天才出现,如果由联轴器磨损导致,其下方地面上必然有白色碎屑。
              2、在风机驱动端轴承侧处倾听,并未听到异音,在电机驱动端和电机中部异音明显。
              3、联轴器解体后也证实了上述判断。解体后虽发现有磨损,但其痕迹都是以前留下来的,尼龙棒柱销都已发黑,未发现最近磨损的迹象。
              4、联轴器柱销更换之后异音并未消失或减小。
              综上几点,可以排除噪声由尼龙棒柱销联轴器磨损产生。
              至于轴承故障,虽然现场振动幅值不大,在频谱上也未发现轴承元件(内圈、外圈、保持架、滚动体)故障频率,但前期由于缺乏风机监测数据,但在分析问题特别是轴承故障问题时,强调的不是幅值而是频谱中的频率成分。事实上,轴承故障末期,其轴承故障频率常??枷陆?,到最后频谱变为1X转速频率的谐波频率。所以在这一点上无法排除。
              但第三点原因,存在转速频率谐波时,故障可能是轴承在轴上松动或在轴承座松动的信号,这均指向轴承,因此建议解体检查轴承。
              从噪声来分析,现场有维修人员认为电机可能存在扫膛,但个人认为异音已经存在数天,如果真是由扫膛导致,电机应该坚持不了那么久。
              5月份定修,轴承更换后异音消失,但更换人员反馈轴承无缺陷,由于不在现场更换,未参与整个更换过程。因此对于第二点轴承故障可以排除。事实上,轴承在轴上松动或在轴承座松动,轴承本身是没有实际缺陷的,但跑圈有可能导致灾难性的损坏,甚至在很小的振幅下也是如此。严格地讲,滚动轴承的技术状况应在专用的轴承检查仪上进行鉴定,也可用百分表对轴承进行一些数据测量,以确定其能否继续使用。对于一般的维修厂来说,不具备这样的仪器和量具,但可以用积累的经验和窍门来对轴承进行检验与判断。
              观察法:用眼睛直接对滚动轴承进行观察,其内外滚道应呈一条光洁发亮的圆弧形沟槽,没有剥皮和任何磨损;所有滚动体的表面应光滑,表面无斑点、裂缺和剥皮脱层等现象,同一轴承的滚动体大小一致,磨损均匀;保持架应无破损、无损伤、不过于松旷,与滚动体间隙不能过大。在观察中,不管发现哪一件有问题,都不宜继续使用。
              手感法:新轴承的内外座圈与滚动体的间隙一般在0.005-0.01mm之间。对已使用过一个时期的滚动轴承,可用手指捏住内座圈,进行轴向晃动,若无声响,说明可继续使用;若有明显的旷动声响。说明其间隙已超过了0.02mm,应予修理或更换。
              转动法:用一手持轴承内座圈,另一只手转动外座圈,若轴承转动灵活无卡滞,而径向晃动又感觉不出任何间隙,该轴承可继续使用。若转动不灵活,可能是内外座圈滚道或是滚动体有剥皮或其他损伤;若转动时响声过大,说明轴承已严重磨损,均应予以更换。
              为对滚动轴承做出正确判断,检验时应将上述三法结合起来进行。对于锥形滚柱轴承,还应观察移动体是否落于外座圈的中间,若有前移,不应超过1.5mm。否则,应予更换。对于使用过的滚动轴承,内外滚道轴承,内外滚道与滚动体的间隙不得超过0.06mm,超过此限者应予更换。
              最后想说一点的是,如果以更换轴承发现无缺陷的反馈来作为原因分析就会误认为判断失误,实际上,明确判断故障诊断正确与否,主要不是故障消除与否,而是故障生成机理、现象、特征能给出圆满解释,使故障历史得以再现,故障诊断才算正确。在现场故障消除过程中,很多时候还存在有意消除故障,实际是无意取得的效果,旁人会以为故障诊断正确,当做经验传承。
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