振動(dòng)分析儀對(duì)風(fēng)機(jī)振動(dòng)診斷分析案例
2013年7月22日,車間在日常巡檢的時(shí)候發(fā)現(xiàn)有一臺(tái)風(fēng)機(jī)的電機(jī)振動(dòng)變大,需要對(duì)其進(jìn)行振動(dòng)診斷。該風(fēng)機(jī)為車間通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)備,由電機(jī)通過(guò)三角帶驅(qū)動(dòng),電機(jī)功率為90kW。與車間進(jìn)行了溝通得知,該電機(jī)是一臺(tái)已經(jīng)使用了近一年的舊電機(jī),在更換到這臺(tái)風(fēng)機(jī)之前軸承一直沒(méi)有檢查,這次振動(dòng)情況是在半個(gè)月以前逐步出現(xiàn)的,到現(xiàn)在越來(lái)越嚴(yán)重。在檢測(cè)前用手先感知了一下電機(jī),發(fā)現(xiàn)振動(dòng)大致表現(xiàn)為明顯的沖擊,沖擊幅度較大,尤其是電機(jī)傳動(dòng)側(cè)。但風(fēng)機(jī)上的沖擊并不明顯。又逐個(gè)檢查了電機(jī)以及風(fēng)機(jī)的地腳螺栓,并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)地腳螺栓出現(xiàn)松動(dòng)的情況,隨后又檢查了風(fēng)機(jī)的減震墊,也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)什么異常現(xiàn)象。隨后對(duì)電機(jī)兩端進(jìn)行了振動(dòng)信號(hào)的采樣,并進(jìn)行了故障分析,以下是分析的具體過(guò)程。
信號(hào)分析
從圖1中水平、豎直兩個(gè)方向的頻譜可以很明顯地看到,工頻占絕對(duì)主導(dǎo)。***先可以排除電機(jī)軸承故障。這個(gè)與動(dòng)平衡不良很是相似,如果風(fēng)機(jī)的動(dòng)平衡不良的話,就會(huì)對(duì)電機(jī)的振動(dòng)造成影響,也會(huì)形成這樣的頻譜。測(cè)量風(fēng)機(jī)的振動(dòng)頻譜,并未發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)存在平衡故障,這樣就排除了風(fēng)機(jī)平衡對(duì)電機(jī)造成的影響。同時(shí)通過(guò)測(cè)量電機(jī)的風(fēng)扇端的振動(dòng)發(fā)現(xiàn),水平和豎直方向上的工頻的幅值在2m m/s左右,這個(gè)與電機(jī)傳動(dòng)側(cè)的工頻相差很大,如果是電機(jī)存在不平衡故障的話,兩側(cè)的工頻一般情況不會(huì)相差這么大,所以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷電機(jī)本身也不存在平衡的問(wèn)題。再結(jié)合檢測(cè)前對(duì)該設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)檢查,松動(dòng)的可能性越來(lái)越大。在常見(jiàn)的一般情況下,松動(dòng)故障在頻譜中常表現(xiàn)為,工頻占主導(dǎo),并帶有***次諧頻,并且諧頻與工頻的幅值相差不是很大。這種情況下的松動(dòng),一般常見(jiàn)的是在設(shè)備零件上的表現(xiàn)為軸承位的磨損,而這種磨損往往不是非常的嚴(yán)重,還無(wú)法造成設(shè)備結(jié)構(gòu)性的缺陷。而如果軸承位磨損很嚴(yán)重的時(shí)候,頻譜往往會(huì)表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)性故障頻譜的特點(diǎn)。也就是像這種情況,工頻占主導(dǎo),雖然有諧頻,但是諧頻的幅值與工頻的幅值相比的話,相差非常大。
時(shí)域分析
從圖2兩個(gè)方向上的時(shí)域形態(tài)看到,不是平衡故障的那種正弦形態(tài),這一點(diǎn)上也可以排除電機(jī)平衡出現(xiàn)故障的可能。同時(shí)時(shí)域譜中可以看到明顯的沖擊形態(tài),這個(gè)沖擊用手可以明顯地感覺(jué)到,這說(shuō)明沖擊故障已經(jīng)比較嚴(yán)重了。為了近一步對(duì)軸承松動(dòng)故障的確認(rèn),又對(duì)電機(jī)傳動(dòng)側(cè)電機(jī)軸的溫度進(jìn)行了紅外線測(cè)量,顯示溫度接近90℃,說(shuō)明軸承處于非正常狀態(tài),很有可能就是軸承在軸承位處開(kāi)始了自轉(zhuǎn),從而導(dǎo)致軸的溫度的上升。根據(jù)振動(dòng)分析再結(jié)合以上的各個(gè)實(shí)際情況,判斷電機(jī)傳動(dòng)側(cè)軸承松動(dòng)嚴(yán)重,建議車間盡快對(duì)電機(jī)進(jìn)行更換。車間當(dāng)天就對(duì)該軸承進(jìn)行了緊急更換。從拆卸現(xiàn)場(chǎng)可以看到電機(jī)傳動(dòng)側(cè)軸承位嚴(yán)重磨損,磨損量在軸承位處達(dá)到接近3m m。軸頭磨損照片如圖3。
結(jié)論
從這個(gè)案例可以看到,當(dāng)軸承位磨損非常嚴(yán)重的時(shí)候,其頻譜往往是工頻占絕對(duì)主導(dǎo)地位,工頻的諧頻幅值與工頻的幅值相差巨大。出現(xiàn)這種情況時(shí)需要在時(shí)域中觀察,要注意將其與平衡故障相區(qū)分。