振動(dòng)監(jiān)測在滑動(dòng)軸承故障診斷中的應(yīng)用
2020-07-13摘 要:振動(dòng)監(jiān)測技術(shù)在旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用相當(dāng)廣泛。因滑動(dòng)軸承運(yùn)行穩(wěn)定,使用壽命長,在公司很多大型設(shè)備普遍采用,這些大型設(shè)備是公司關(guān)鍵A類設(shè)備?;瑒?dòng)軸承一旦發(fā)生故障就會(huì)直接影響到公司的生產(chǎn)經(jīng)營,因此,掌握滑動(dòng)軸承的運(yùn)行狀況就顯得尤為重要。
一、概述
滑動(dòng)軸承由于具有良好的抗振性能和較長的工作壽命,因而在旋轉(zhuǎn)機(jī)械中獲得廣泛應(yīng)用。而巴氏合金因其具有獨(dú)特的機(jī)械性能,被很多大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械廣泛采用,成為滑動(dòng)軸承Z常見的材料之一。在日常生活中,因滑動(dòng)軸承故障導(dǎo)致停機(jī)停產(chǎn),從而造成很大經(jīng)濟(jì)損失的情況時(shí)有發(fā)生?;瑒?dòng)軸承是旋轉(zhuǎn)設(shè)備中Z為精密的部件,它在設(shè)備中擔(dān)當(dāng)不可或缺、至關(guān)重要的角色,它的好壞直接關(guān)系到設(shè)備能否正常穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
滑動(dòng)軸承狀態(tài)監(jiān)測分為在線監(jiān)測和離線監(jiān)測,在公司內(nèi)相當(dāng)部分設(shè)備采用在線監(jiān)測(如汽輪發(fā)電機(jī)組、高壓給水泵、煤氣排送機(jī)、空壓機(jī)、原料磨機(jī)等),但采集的信息相對比較簡單,甚至還有不少設(shè)備沒有安裝在線監(jiān)控設(shè)備,因此,針對公司關(guān)鍵設(shè)備一般采用離線監(jiān)測方式進(jìn)行監(jiān)控。隨時(shí)掌握關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行情況與問題、設(shè)備變化趨勢,以便實(shí)施計(jì)劃性檢修。同時(shí)可以為檢修提供指導(dǎo)性意見,也可以規(guī)避過度維修與重復(fù)性維修,Z大限度降低維修成本。
二、滑動(dòng)軸承的失效方式
了解滑動(dòng)軸承的失效方式與失效原因,有助于故障的診斷。
01 磨粒磨損
進(jìn)入軸承間隙的硬顆粒有的隨軸一起轉(zhuǎn)動(dòng),對軸承表面起研磨作用。
一、概述
滑動(dòng)軸承由于具有良好的抗振性能和較長的工作壽命,因而在旋轉(zhuǎn)機(jī)械中獲得廣泛應(yīng)用。而巴氏合金因其具有獨(dú)特的機(jī)械性能,被很多大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械廣泛采用,成為滑動(dòng)軸承Z常見的材料之一。在日常生活中,因滑動(dòng)軸承故障導(dǎo)致停機(jī)停產(chǎn),從而造成很大經(jīng)濟(jì)損失的情況時(shí)有發(fā)生?;瑒?dòng)軸承是旋轉(zhuǎn)設(shè)備中Z為精密的部件,它在設(shè)備中擔(dān)當(dāng)不可或缺、至關(guān)重要的角色,它的好壞直接關(guān)系到設(shè)備能否正常穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
滑動(dòng)軸承狀態(tài)監(jiān)測分為在線監(jiān)測和離線監(jiān)測,在公司內(nèi)相當(dāng)部分設(shè)備采用在線監(jiān)測(如汽輪發(fā)電機(jī)組、高壓給水泵、煤氣排送機(jī)、空壓機(jī)、原料磨機(jī)等),但采集的信息相對比較簡單,甚至還有不少設(shè)備沒有安裝在線監(jiān)控設(shè)備,因此,針對公司關(guān)鍵設(shè)備一般采用離線監(jiān)測方式進(jìn)行監(jiān)控。隨時(shí)掌握關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行情況與問題、設(shè)備變化趨勢,以便實(shí)施計(jì)劃性檢修。同時(shí)可以為檢修提供指導(dǎo)性意見,也可以規(guī)避過度維修與重復(fù)性維修,Z大限度降低維修成本。
二、滑動(dòng)軸承的失效方式
了解滑動(dòng)軸承的失效方式與失效原因,有助于故障的診斷。
01 磨粒磨損
進(jìn)入軸承間隙的硬顆粒有的隨軸一起轉(zhuǎn)動(dòng),對軸承表面起研磨作用。

軸瓦磨損
02 刮傷
進(jìn)入軸承間隙的硬顆粒或軸徑表面粗糙的微觀輪廓尖峰,在軸承表面劃出線狀傷痕。
進(jìn)入軸承間隙的硬顆粒或軸徑表面粗糙的微觀輪廓尖峰,在軸承表面劃出線狀傷痕。

表面磨損
03 膠合
當(dāng)瞬時(shí)溫升過高,載荷過大,油膜破裂、油質(zhì)變差或供油不足時(shí),軸承表面材料發(fā)生粘附或遷移,造成軸承損傷。
當(dāng)瞬時(shí)溫升過高,載荷過大,油膜破裂、油質(zhì)變差或供油不足時(shí),軸承表面材料發(fā)生粘附或遷移,造成軸承損傷。

膠合
04 疲勞剝落
在載荷的反復(fù)作用下,軸承表面出現(xiàn)與滑動(dòng)方向垂直的疲勞裂紋,擴(kuò)展后造成軸承材料剝落。
在載荷的反復(fù)作用下,軸承表面出現(xiàn)與滑動(dòng)方向垂直的疲勞裂紋,擴(kuò)展后造成軸承材料剝落。

疲勞點(diǎn)蝕
05 腐蝕
潤滑劑在使用中不斷氧化,所生成的酸性物質(zhì)對軸承材料有腐蝕,材料腐蝕易形成點(diǎn)狀剝落。
06 其它失效形式
氣蝕:氣流沖蝕零件表面引起的機(jī)械磨損;
流體侵蝕:流體沖蝕零件表面引起的機(jī)械磨損;
電侵蝕:電化學(xué)或電離作用引起的機(jī)械磨損;
微動(dòng)磨損:發(fā)生在名義上相對靜止,實(shí)際上存在循環(huán)的微幅相對運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)緊密接觸的表面上。
除此之外,油膜渦動(dòng)、喘振、碰摩、不平衡、不對中、松動(dòng)等問題,都會(huì)加劇軸承的失效。
三、振動(dòng)監(jiān)測方法
01 選設(shè)備
選擇適合于振動(dòng)監(jiān)測的設(shè)備,以取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和技術(shù)效果。
02 定測點(diǎn)
選擇在軸承座上一個(gè)測點(diǎn),一般應(yīng)在水平徑向、垂直徑向和軸向三個(gè)方向監(jiān)測。
03 選參數(shù)
公司大多數(shù)設(shè)備的特征頻率都在10至幾百赫茲之間,一般旋轉(zhuǎn)振動(dòng)幅值與振動(dòng)速度有效值來評價(jià)設(shè)備的狀態(tài)。
04 定周期
公司的設(shè)備監(jiān)測周期一般為3-7天,對存在問題的設(shè)備縮短監(jiān)測周期。參考標(biāo)準(zhǔn)如表1。
05 選標(biāo)準(zhǔn)
公司關(guān)鍵設(shè)備眾多,功率不同,轉(zhuǎn)速不同,因此應(yīng)針對不同的設(shè)備選用不同的評判標(biāo)準(zhǔn)。參考標(biāo)準(zhǔn)見下表。
潤滑劑在使用中不斷氧化,所生成的酸性物質(zhì)對軸承材料有腐蝕,材料腐蝕易形成點(diǎn)狀剝落。
06 其它失效形式
氣蝕:氣流沖蝕零件表面引起的機(jī)械磨損;
流體侵蝕:流體沖蝕零件表面引起的機(jī)械磨損;
電侵蝕:電化學(xué)或電離作用引起的機(jī)械磨損;
微動(dòng)磨損:發(fā)生在名義上相對靜止,實(shí)際上存在循環(huán)的微幅相對運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)緊密接觸的表面上。
除此之外,油膜渦動(dòng)、喘振、碰摩、不平衡、不對中、松動(dòng)等問題,都會(huì)加劇軸承的失效。
三、振動(dòng)監(jiān)測方法
01 選設(shè)備
選擇適合于振動(dòng)監(jiān)測的設(shè)備,以取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和技術(shù)效果。
02 定測點(diǎn)
選擇在軸承座上一個(gè)測點(diǎn),一般應(yīng)在水平徑向、垂直徑向和軸向三個(gè)方向監(jiān)測。
03 選參數(shù)
公司大多數(shù)設(shè)備的特征頻率都在10至幾百赫茲之間,一般旋轉(zhuǎn)振動(dòng)幅值與振動(dòng)速度有效值來評價(jià)設(shè)備的狀態(tài)。
04 定周期
公司的設(shè)備監(jiān)測周期一般為3-7天,對存在問題的設(shè)備縮短監(jiān)測周期。參考標(biāo)準(zhǔn)如表1。
05 選標(biāo)準(zhǔn)
公司關(guān)鍵設(shè)備眾多,功率不同,轉(zhuǎn)速不同,因此應(yīng)針對不同的設(shè)備選用不同的評判標(biāo)準(zhǔn)。參考標(biāo)準(zhǔn)見下表。

06 整數(shù)據(jù)
每次得到的數(shù)據(jù)都分門別類的輸入計(jì)算機(jī),建立監(jiān)測設(shè)備數(shù)據(jù)庫,根據(jù)相關(guān)判別標(biāo)準(zhǔn),設(shè)定相關(guān)測點(diǎn)的報(bào)警值。
07 趨勢分析
以振動(dòng)有效值——時(shí)間等,建立被監(jiān)測設(shè)備振動(dòng)狀態(tài)趨勢曲線圖。在趨勢圖上可隨時(shí)了解設(shè)備的實(shí)時(shí)技術(shù)狀況,判明設(shè)備是否存在異常,并及時(shí)調(diào)整監(jiān)測手段進(jìn)一步測試、分析,找出異常原因。
狀態(tài)監(jiān)測人員應(yīng)了解和掌握設(shè)備原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、維修歷史、故障維修內(nèi)容以及設(shè)備診斷技術(shù)資料(如軸承類型、型號、工況等);其次應(yīng)選擇適合的數(shù)據(jù)采集儀器并在實(shí)測過程中嚴(yán)格按照操作流程使用儀器,保證測試數(shù)據(jù)真實(shí)反映設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài);第三,在測試過程中要結(jié)合設(shè)備的其它參數(shù),諸如油溫、水溫、壓力、聲音等相關(guān)參數(shù)反映的信息,進(jìn)行綜合診斷。
四、實(shí)測舉例
每次得到的數(shù)據(jù)都分門別類的輸入計(jì)算機(jī),建立監(jiān)測設(shè)備數(shù)據(jù)庫,根據(jù)相關(guān)判別標(biāo)準(zhǔn),設(shè)定相關(guān)測點(diǎn)的報(bào)警值。
07 趨勢分析
以振動(dòng)有效值——時(shí)間等,建立被監(jiān)測設(shè)備振動(dòng)狀態(tài)趨勢曲線圖。在趨勢圖上可隨時(shí)了解設(shè)備的實(shí)時(shí)技術(shù)狀況,判明設(shè)備是否存在異常,并及時(shí)調(diào)整監(jiān)測手段進(jìn)一步測試、分析,找出異常原因。
狀態(tài)監(jiān)測人員應(yīng)了解和掌握設(shè)備原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、維修歷史、故障維修內(nèi)容以及設(shè)備診斷技術(shù)資料(如軸承類型、型號、工況等);其次應(yīng)選擇適合的數(shù)據(jù)采集儀器并在實(shí)測過程中嚴(yán)格按照操作流程使用儀器,保證測試數(shù)據(jù)真實(shí)反映設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài);第三,在測試過程中要結(jié)合設(shè)備的其它參數(shù),諸如油溫、水溫、壓力、聲音等相關(guān)參數(shù)反映的信息,進(jìn)行綜合診斷。
四、實(shí)測舉例

圖5
動(dòng)力廠煤氣排送機(jī)是電機(jī)直驅(qū)滑動(dòng)軸承簡支支撐的關(guān)鍵A類風(fēng)機(jī)設(shè)備(如上圖所示),4#排送機(jī)在3月份開起之后,電機(jī)前端軸承振動(dòng)逐漸增大甚至超過報(bào)警值,如下表。

檢測數(shù)據(jù)分析:
1. 電機(jī)驅(qū)動(dòng)端軸向、電機(jī)驅(qū)動(dòng)端水平方向1XRPM、2XRPM、3XRPM振動(dòng)值偏大。如下圖。
1. 電機(jī)驅(qū)動(dòng)端軸向、電機(jī)驅(qū)動(dòng)端水平方向1XRPM、2XRPM、3XRPM振動(dòng)值偏大。如下圖。


電機(jī)前軸向
電機(jī)前水平
2. 相位差相對穩(wěn)定,聯(lián)軸器兩端軸向相位差177°,接近180°。
分析結(jié)論:綜上所述情況,跟據(jù)振動(dòng)值、特征頻譜、振動(dòng)趨勢曲線圖等分析,4#排送機(jī)存在滑動(dòng)軸承間隙偏大、轉(zhuǎn)子不平衡與對中不良情況,建議擇機(jī)停機(jī)檢修。
檢修過程驗(yàn)證:
于6月底停機(jī)檢查發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)兩端軸瓦下瓦開裂小塊,電機(jī)軸瓦有明顯磨損,風(fēng)機(jī)葉輪積灰較多,轉(zhuǎn)子不平衡量為36g左右。
電機(jī)前水平
2. 相位差相對穩(wěn)定,聯(lián)軸器兩端軸向相位差177°,接近180°。
分析結(jié)論:綜上所述情況,跟據(jù)振動(dòng)值、特征頻譜、振動(dòng)趨勢曲線圖等分析,4#排送機(jī)存在滑動(dòng)軸承間隙偏大、轉(zhuǎn)子不平衡與對中不良情況,建議擇機(jī)停機(jī)檢修。
檢修過程驗(yàn)證:
于6月底停機(jī)檢查發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)兩端軸瓦下瓦開裂小塊,電機(jī)軸瓦有明顯磨損,風(fēng)機(jī)葉輪積灰較多,轉(zhuǎn)子不平衡量為36g左右。



經(jīng)檢修更換風(fēng)機(jī)前后軸瓦,重新處理并調(diào)整電機(jī)軸瓦,清理風(fēng)機(jī)葉輪并做動(dòng)平衡,回裝后各個(gè)測點(diǎn)振動(dòng)值都下降到1.7mm/s以下,恢復(fù)正常運(yùn)行。
五、結(jié)語
設(shè)備監(jiān)測與診斷技術(shù)可以有效地避免意外設(shè)備事故,節(jié)約大量維修費(fèi)用,無論對安全生產(chǎn)還是對設(shè)備維護(hù)都具有十分重要的意義。設(shè)備狀態(tài)檢測工作的開展為設(shè)備預(yù)防性維修提供了可靠的理論依據(jù),對確保設(shè)備修理的及時(shí)性、準(zhǔn)確性起到了關(guān)鍵作用。通過對旋轉(zhuǎn)設(shè)備軸承振動(dòng)的監(jiān)測和案例分析不僅可以掌握軸承的運(yùn)行狀態(tài),還可以了解設(shè)備整體性能。該監(jiān)測方法除了適用于滑動(dòng)軸承以外同時(shí)也適用于滾動(dòng)軸承相關(guān)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測,可以廣泛使用。
五、結(jié)語
設(shè)備監(jiān)測與診斷技術(shù)可以有效地避免意外設(shè)備事故,節(jié)約大量維修費(fèi)用,無論對安全生產(chǎn)還是對設(shè)備維護(hù)都具有十分重要的意義。設(shè)備狀態(tài)檢測工作的開展為設(shè)備預(yù)防性維修提供了可靠的理論依據(jù),對確保設(shè)備修理的及時(shí)性、準(zhǔn)確性起到了關(guān)鍵作用。通過對旋轉(zhuǎn)設(shè)備軸承振動(dòng)的監(jiān)測和案例分析不僅可以掌握軸承的運(yùn)行狀態(tài),還可以了解設(shè)備整體性能。該監(jiān)測方法除了適用于滑動(dòng)軸承以外同時(shí)也適用于滾動(dòng)軸承相關(guān)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測,可以廣泛使用。
來源:整理自《振動(dòng)監(jiān)測在滑動(dòng)軸承故障診斷中的應(yīng)用》ppt講義,作者:文良才
