状态检测故障诊断技术在冶金设备中的应用

肖国亮，黄建新

（新疆德勤互力工业技术有限公司，新疆 乌鲁木齐 830022）

将旋转设备状态检测及故障诊断技术应用到A类关键旋转设备故障诊断中，通过频谱分析，能够快速找到设备故障点，根据故障原因有目的确定检修方案，使故障在初期能够被发现并解决，并在提高检修效率、降低维修成本中发挥其重要作用。

某单位一台离心引风机，通过状态监测手段发现其振动烈度在逐渐增大，进行频谱分析后很快找到故障原因，安排检修故障。

离心引风机型号：D/250—1.24/0.89，960r/min即风机基频15Hvz。

A轴向测点，H水平测点，V垂直测点。

具体分析如下。

1 频谱分析

1.1 测点分布（图1）

图1

表1

因异常振动源在风机上，且主要在风机轴向（A）振动上，在这里只分析5#、6#轴向两个测点频谱。

1.2 振动幅值比较分析（如表1）

可以看到，风机5#、6#轴向测点振动烈度在逐渐增大，设备劣化趋势明显，根据GB/T6075.3—2001测量和振动烈度评价标准，需要停机检修，及时通知了设备点检人员。

1.3 频谱图比较分析（如图2、图3、图4）

图2 风机负载端5A速度频谱图

图3 风机负载端5A速度时域波形图

图4 风机负载端5A速度倒谱图

1.4 总结分析

通过风机5#测点轴向（A）频谱图、时域波形图和倒谱图综合分析，风机故障源为风机转频15Hz和127Hz两个故障频率，时域波形图摩擦信号和松动信号比较明显。查阅图纸，该风机负荷端轴承型号为调心滚子轴承22232，利用轴承特征故障频率计算公式：

内环滚动，外环静止。

保 持 架：fc=1/2×R/60×（1-d/D×cosα）≈ 0.4×R/60。

外 滚 道：fo=N/2×R/60×（1-d/D×cosα）≈0.4×N×R/60。

内 滚 道：fi=N/2×R/60×（1+d/D×cosα）≈0.6×N×R/60。

滚 子：fb=1/2×R/60×D/d×[1-（d/D×cosα）2]≈ 0.23×N×R/60(N ＜ 10)。

≈0.18×N×R/60(N＞10)。式中：R——转速(r/min)

d——滚子直径；

D——节圆直径；

α——接触角；

N——滚子数。

得出调心滚子轴承22232特征频率（如表2）。

表2

得出故障结果：轴承外环出现问题。

1.5 分析验证

停机后揭盖检查，发现调心滚子轴承22232内环锁紧螺母松动，导致外环（轴）——轴向串动超标，产生异常轴向振动，考虑水平和垂直振动烈度不高，建议不更换轴承，将螺母锁紧即可。开机试运行，运行状态数据采集分析，振动烈度明显下降，符合GB/T6075.3—2001测量和振动烈度评价标准，可投入正常运行。

2 结语

本次检修只是将轴承内环锁紧螺母紧固后，风机5#、6#两测点轴向振动幅值显著下降，检修效率大大提高，而且检修针对性很强，节约了检修资源和检修成本，充分体现了状态监测及故障诊断分析技术参与设备点检、维护的作用及价值，是开展状态维修的典型案例之一。