馬風龍，馬進，呂志堅，蘇家軍，擺文龍

（中石油獨山子石化公司設(shè)備檢修公司，新疆 獨山子 833699）

狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)目前廣泛應(yīng)用于航天航空、能源電力、石油化工、交通運輸、機械加工等行業(yè)；狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷包括狀態(tài)監(jiān)測、分析診斷和治理預防3個環(huán)節(jié)。有資料顯示，企業(yè)采用狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)后，75%的設(shè)備故障可提前發(fā)現(xiàn)，可降低1/4～1/2的故障維護費用。近年來，某公司以設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷為基礎(chǔ)，基于可靠性的維護，實現(xiàn)了預知檢修和主動檢修，提高了設(shè)備管理水平，保障生產(chǎn)平穩(wěn)運行。

某裝置后處理螺旋提升機為振動提升類設(shè)備，主要作用是將干燥機出來的物料通過振動螺旋提升至固定樓層的輸送帶，該提升機自4月以來聲音逐漸增大，因螺旋提升機為振動提升類設(shè)備，本身就有很大幅度的振動和聲音，要準確判斷聲音增大原因及其故障比較困難，本文將詳細介紹本次故障診斷情況。

1 設(shè)備簡介及故障分析

1.1 設(shè)備簡介

螺旋提升機由電動機、減速箱、聯(lián)軸器、底座、減震彈簧、螺旋刮板等組成，振動頻率：450轉(zhuǎn)/分鐘（輸出振動頻率），電機功率37kW。如圖螺旋提升機底座有兩根軸，軸兩端有旋轉(zhuǎn)偏心配重，每根軸由2個SKF22326CCJA/W33VA405軸承支撐。

該裝置螺旋提升機未安裝在線監(jiān)測系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)聲音增大后使用綜合分析診斷儀采集四個軸承振動數(shù)據(jù)及圖譜，因空間有限未采集2號軸承，并采集其它相同機型軸承數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)該提升機比其它機組振動速度大，為進一步分析，查得軸承信息如下。

表1 提升機轉(zhuǎn)速450RPM下軸承各部件的特征頻率

1.2 圖譜分析

該裝置螺旋提升機為安裝在線監(jiān)測系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)聲音增大后使用BH550綜合分析診斷儀采集四個軸承振動數(shù)據(jù)及圖譜，對各軸承圖譜進行深入分析，發(fā)現(xiàn)4#軸承波形頻譜圖（圖1）振動值比其他三個軸承大，進一步局部放大觀察發(fā)現(xiàn)存在64.69Hz和194Hz頻率分量，同時在194Hz頻率兩側(cè)有轉(zhuǎn)頻（7.5Hz）的邊帶。對照表1（提升機轉(zhuǎn)速450RPM下軸承各部件的特征頻率）發(fā)現(xiàn)，64.69Hz與內(nèi)圈特征頻率66.15Hz接近，同時194Hz為3倍64.69Hz。

圖1 提升機4#軸承波形頻譜圖

1.3 診斷結(jié)果

由頻譜分析可知，該提升機軸承(SKF22326CCJA/W33VA405)在450RPM轉(zhuǎn)速下，軸承內(nèi)圈缺陷頻率接近64.69Hz，且在該頻率兩側(cè)有轉(zhuǎn)頻的邊帶，根據(jù)滾動軸承故障振動特征和表2可知，軸承內(nèi)圈滾道有剝落、裂紋、點蝕等缺陷時，轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周滾動體通過內(nèi)環(huán)上的缺陷產(chǎn)生沖擊的次數(shù)乘以轉(zhuǎn)頻，大約是滾動體數(shù)乘以0.6倍轉(zhuǎn)頻，由于缺陷轉(zhuǎn)到不同角度和滾動體接觸時的受力不一樣，產(chǎn)生的沖擊幅值以轉(zhuǎn)頻為周期波動。同時，由于這種沖擊接觸位置不同產(chǎn)生沖擊幅值以轉(zhuǎn)頻波動，即被轉(zhuǎn)頻調(diào)制，所以頻譜中的內(nèi)圈頻率及其諧波都會帶轉(zhuǎn)頻的邊帶。內(nèi)圈頻率就是中心載波頻率。

表2 軸承部件損傷特征頻率表

通過以上分析對比1#、3#和4#軸承振動值及其頻譜圖，4#軸承頻譜圖存在較大內(nèi)圈特征頻率及轉(zhuǎn)頻邊帶，與典型內(nèi)圈損傷頻譜特征圖（圖2）對比，可判斷出4#軸承內(nèi)圈存在損傷故障。

圖2 滾動軸承典型內(nèi)圈損傷頻譜特征圖

2 故障處理及驗證

基于對該提升機軸承故障的判斷，5月30日對其進行檢修，拆解檢查各部位軸承，發(fā)現(xiàn)4#軸承潤滑脂發(fā)黑，且有金屬碎片，拆解發(fā)現(xiàn)軸承內(nèi)圈剝落嚴重（圖3）。更換全部軸承并回裝，按標準加潤滑脂，機組開機運行無異響。

圖3 提升機4#軸承內(nèi)圈損傷圖

螺旋提升機為振動提升類設(shè)備，靠自身振動將物料螺旋提升至輸送帶，因其本身具有很大幅度的振動和聲音，因此對故障的發(fā)現(xiàn)和診斷比較困難，本案例中使用頻譜分析手段準確判斷出軸承故障，實現(xiàn)了精準檢修。該案例提升機軸承故障準確診斷，對于此類設(shè)備的故障診斷提供了較好的借鑒依據(jù)。