張國(guó)棟，李鳳春

（凌源鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司，遼寧 朝陽(yáng) 122504）

滾動(dòng)軸承故障診斷技術(shù)在電機(jī)上的應(yīng)用

張國(guó)棟，李鳳春

（凌源鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司，遼寧 朝陽(yáng) 122504）

凌源鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司特鋼廠小棒作業(yè)區(qū)9#軋機(jī)電機(jī)在運(yùn)行中出現(xiàn)異常聲音。為確定故障原因，應(yīng)用CSI2130機(jī)械狀態(tài)分析儀進(jìn)行設(shè)備故障診斷，根據(jù)頻譜判斷出設(shè)備出現(xiàn)異常聲音的原因。

電機(jī)；軸承；頻譜

在鋼鐵企業(yè)風(fēng)機(jī)、水泵、軋機(jī)等旋轉(zhuǎn)設(shè)備較多，在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中旋轉(zhuǎn)設(shè)備的多發(fā)故障就是軸承故障。如果能夠及時(shí)預(yù)知軸承故障，可以避免非計(jì)劃停機(jī)的發(fā)生。本文簡(jiǎn)要分析滾動(dòng)軸承故障。

1 滾動(dòng)軸承故障機(jī)理

滾動(dòng)軸承是電機(jī)的主要部件之一，軸承出現(xiàn)異常，直接影響設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。按照軸承損傷部位分類，軸承故障可分為內(nèi)圈故障、外圈故障、滾動(dòng)體故障及保持架故障。

在軸承運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，當(dāng)軸承出現(xiàn)缺陷時(shí)，會(huì)形成激振力，軸承的不同部位出現(xiàn)缺陷時(shí)，軸承產(chǎn)生的激振力會(huì)呈現(xiàn)不同的頻率特征，稱之為軸承故障特征頻率，軸承故障特征頻率是軸承故障診斷的依據(jù)，軸承的特征故障頻率理論計(jì)算公式如下：

軸承內(nèi)圈故障特征頻率：

軸承外圈故障特征頻率：

滾動(dòng)體故障特征頻率：

保持架特征頻率：

式中：Z——滾動(dòng)體個(gè)數(shù)；

fr——轉(zhuǎn)頻，Hz；

D——軸承節(jié)徑，mm；

d——滾動(dòng)體直徑，mm；

α——接觸角。

2 設(shè)備狀況介紹

9#軋機(jī)是特鋼廠小棒生產(chǎn)線中軋區(qū)域的主要設(shè)備， 9#軋機(jī)電機(jī)采用6極交流異步變頻電機(jī)，電機(jī)型號(hào)為：YBFJ560-6/1000KW，電動(dòng)機(jī)非軸伸端軸承型號(hào)為6232，電動(dòng)機(jī)軸伸端軸承型號(hào)為NU232。6332滾動(dòng)體數(shù)目Z為12個(gè)，軸承節(jié)徑D為177.16mm，滾動(dòng)體直徑d為25mm，接觸角α為0度；NU232滾動(dòng)體數(shù)目Z為18個(gè)，軸承節(jié)徑D為225mm，滾動(dòng)體直徑d為30mm，接觸角α為0度；9#軋機(jī)為中軋區(qū)域軋機(jī)，軋機(jī)為470軋機(jī)。

3 設(shè)備診斷技術(shù)應(yīng)用

2016年11月初，使用CSI2130機(jī)械狀態(tài)分析儀按計(jì)劃對(duì)小棒機(jī)組的粗軋、中軋?jiān)O(shè)備進(jìn)行振動(dòng)測(cè)量、分析。發(fā)現(xiàn)9#軋機(jī)電機(jī)振動(dòng)頻譜出現(xiàn)異常。振動(dòng)頻譜如圖1、2所示。

測(cè)量時(shí)設(shè)備轉(zhuǎn)速1110r/min（fr18.51Hz），根據(jù)軸承信息，軸承各部件故障頻率見(jiàn)表1。

表1

頻譜圖中出現(xiàn)5.15fr倍頻率及其諧波，此頻率與理論計(jì)算的6232的軸承故障頻率基本一致。因軸承外圈故障頻率已經(jīng)出現(xiàn)了諧波，所以判定電機(jī)非軸伸端軸承6232已經(jīng)出現(xiàn)了異常，因總振動(dòng)值不是很大，建議在定修期間檢查、更換電機(jī)非軸伸端軸承。在頻譜中沒(méi)有出現(xiàn)軸伸端軸承故障頻率，判定軸伸端軸承無(wú)異常，可以正常使用。

4 檢修情況

圖1

圖2

圖3

2016年11月中旬定修時(shí)，更換了電機(jī)非軸伸端軸承，更換下的軸承外圈已經(jīng)出現(xiàn)了點(diǎn)蝕（見(jiàn)圖3）。在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用設(shè)備故障診斷的頻譜分析技術(shù)，可以準(zhǔn)確判斷設(shè)備異常原因，為檢修方式變革，也就是從點(diǎn)檢定修向預(yù)知維修轉(zhuǎn)變提供技術(shù)支持。

[1]盛兆順，尹琦嶺.設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)及應(yīng)用[M].化學(xué)工業(yè)出版社.

[2]楊建剛.旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)分析與工程應(yīng)用[M].中國(guó)電力出版社.

TH133.33

A

1671-0711（2017）03（上）-0078-02