簡(jiǎn)析給水泵電機(jī)振動(dòng)故障的原因與對(duì)策
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論文導(dǎo)讀：鍋爐給水泵并聯(lián)給YG-75/3.82-M1循環(huán)流化床等鍋爐供水,其中B104#給水泵型號(hào)為4ZDG-12,流量46t/h,壓力6.0MPa;配用電機(jī)為JK113-2軸承型號(hào)為NSK6316C3,轉(zhuǎn)速為2990r/min。在設(shè)備運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)4ZDG-12給水泵電機(jī)軸承振動(dòng)突然增大。雖然電機(jī)軸承的基頻振動(dòng)能量占主導(dǎo),但是電機(jī)軸承在水平與垂直方向上的振動(dòng)相位差為29°,相位不穩(wěn)定,故振動(dòng)故障不應(yīng)以轉(zhuǎn)子不平衡為主。
關(guān)鍵詞：給水泵，電機(jī)，振動(dòng)故障
1. 問(wèn)題的出現(xiàn)
鍋爐給水泵并聯(lián)給YG-75/3. 82-M1循環(huán)流化床等鍋爐供水,其中B104#給水泵型號(hào)為4ZDG-12,流量46 t/h,壓力6. 0MPa;配用電機(jī)為JK113-2軸承型號(hào)為NSK 6316C3,轉(zhuǎn)速為2 990 r/min。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。
在設(shè)備運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)4ZDG-12給水泵電機(jī)軸承振動(dòng)突然增大。如果不進(jìn)行及時(shí)處理,將導(dǎo)致電機(jī)軸承損壞、抱軸,引起鍋爐負(fù)荷大幅波動(dòng)嚴(yán)重影響系統(tǒng)供汽穩(wěn)定。用VM-63測(cè)得4ZD-12給水泵電機(jī)負(fù)荷側(cè)軸承在水平、垂直和軸向的振動(dòng)幅值分別為90、75、65μm,電機(jī)振動(dòng)幅值超過(guò)企業(yè)要求小于50μm的振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。
2.原因分析及對(duì)策
4ZDG-12給水泵聯(lián)軸器側(cè)軸承軸向振動(dòng)良好(振動(dòng)幅值25μm),電機(jī)與水泵聯(lián)軸器對(duì)中正常,表明振動(dòng)主要由電機(jī)側(cè)故障引起。電機(jī)底座緊固螺栓垂直方向振動(dòng)偏大,且振動(dòng)沿對(duì)角線有規(guī)律擺動(dòng)(見圖1),認(rèn)為電機(jī)底座存在定向振動(dòng), 動(dòng)現(xiàn)象。
停泵檢查發(fā)現(xiàn),焊接在振動(dòng)幅值為38μm處的底腳螺栓下部的緊固壓板出現(xiàn)3 cm長(zhǎng)的裂紋,振動(dòng)幅值為35μm處的底腳螺栓鎖緊螺母緊力不足,二者導(dǎo)致緊固螺栓松動(dòng),引起底腳振動(dòng)沿對(duì)角線定向擺動(dòng)。焊接緊固處理后運(yùn)行,測(cè)得底腳螺栓垂直方向振動(dòng)幅值降至正常范圍(見圖1);4ZDG-12給水泵電機(jī)負(fù)荷側(cè)軸承在水平、垂直、軸向的振動(dòng)幅值分別為52、48、41μm,同處理前比較,雖然振動(dòng)幅值大幅下降,但水平振動(dòng)仍超過(guò)50μm的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。2月10日用HG-8904C數(shù)據(jù)采集故障振動(dòng)系統(tǒng)對(duì)4ZDG-12給水泵電機(jī)負(fù)荷側(cè)軸承進(jìn)行了振動(dòng)測(cè)量,水平和垂直方向的振動(dòng)信號(hào)頻譜見圖2。
從圖2可以看出:電機(jī)軸承振動(dòng)能量主要集中在1倍頻(50Hz),4倍頻(197. 5Hz)及2倍頻(100Hz),同時(shí)出現(xiàn)3倍頻(147.5 Hz)、8倍頻(397. 5Hz)等高倍頻。根據(jù)轉(zhuǎn)子不平衡故障突出表現(xiàn)為1倍頻振動(dòng)幅值大和轉(zhuǎn)子支撐系統(tǒng)連接松動(dòng)故障的機(jī)理與診斷推測(cè), 4ZDG-12給水泵電機(jī)因轉(zhuǎn)子不平衡產(chǎn)生基頻振動(dòng)外,還存在配合間隙松動(dòng)故障。
為確定4ZDG-12給水泵電機(jī)是否存在以不平衡故障為主,進(jìn)一步對(duì)電機(jī)負(fù)荷側(cè)軸承進(jìn)行基頻振動(dòng)相位測(cè)量,測(cè)得電機(jī)水平方向的基頻振動(dòng)速度7. 2mm/s、相位113°,垂直方向的基頻振動(dòng)速度6. 5mm/s、相位142°,相位不穩(wěn)定,二者相位差為29°。雖然電機(jī)軸承的基頻振動(dòng)能量占主導(dǎo),但是電機(jī)軸承在水平與垂直方向上的振動(dòng)相位差為29°,相位不穩(wěn)定,故振動(dòng)故障不應(yīng)以轉(zhuǎn)子不平衡為主。因?yàn)椴黄胶怆x心力一般將在軸承的水平和垂直方向上產(chǎn)生接近于90°的相位差,且相位穩(wěn)定;同時(shí)電機(jī)軸承出現(xiàn)2、3、4、8等倍頻成分,且4、2倍頻振動(dòng)能量明顯,振動(dòng)不穩(wěn)定,認(rèn)為4ZDG-12給水泵電機(jī)存在的主要故障為軸承配合間隙過(guò)大。
檢修電機(jī)軸承發(fā)現(xiàn)前后端蓋拆卸輕松,電機(jī)自由側(cè)軸承外圈表面附著高溫碳化黑色物質(zhì),電機(jī)自由側(cè)軸承端蓋的軸承室磨出明顯的溝槽,用內(nèi)徑千分尺測(cè)量軸承室孔徑為170. 29mm,軸承外圈與軸承室配合間隙達(dá)0. 29mm,配合間隙超差過(guò)大,而正常的軸承外圈與軸承室的配合公差要求為(170±0. 02) mm。這極易引起軸承運(yùn)行溫升急劇上升而燒毀。
對(duì)電機(jī)軸端蓋軸承室進(jìn)行清洗、刷鍍、車削處理后留有0. 01 mm的過(guò)盈量,重新裝配后運(yùn)行,電機(jī)軸承水平、垂直、軸向的振動(dòng)幅分別為17、11、10μm,處理結(jié)果達(dá)到了要求。
3.結(jié)論
定向振動(dòng)、轉(zhuǎn)子不平衡、滾動(dòng)軸承間隙大等故障的振動(dòng)頻率主要表現(xiàn)在轉(zhuǎn)速頻率及其倍頻上,存在著很大的相似性。機(jī)座松動(dòng)、基礎(chǔ)共振、機(jī)體變形等定向振動(dòng)在相互垂直的兩個(gè)方向的相位差一般接近0°或者180°,相位不穩(wěn)定;而轉(zhuǎn)子固有不平衡、轉(zhuǎn)子彎曲、突然失衡等引起的不平衡在相互垂直兩個(gè)方向的相位差接近90°,相位較穩(wěn)定;滾動(dòng)軸承間隙大的振動(dòng)頻率為轉(zhuǎn)速頻率,且高倍頻成分明顯。排除了轉(zhuǎn)子不平衡和機(jī)座松動(dòng)后,可考慮軸承間隙大的故障。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。因此,存在兩個(gè)以上的復(fù)合振動(dòng)故障需要認(rèn)真的從振動(dòng)頻率、相位差、振動(dòng)方向、振動(dòng)部位等多個(gè)方面去綜合分析判斷,才能準(zhǔn)確找到故障的部位和原因,提出解決措施。
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