导热油循环泵滚动轴承故障分析

水龙，钟凯诚，李进

1 概述

某化工厂导热油循环泵机组，配备3台导热油循环泵，电机型号为TYPEJHM-315M-2，功率为132 kW，转速为2980 r/min，是由六安江淮电机有限公司生产的变频三相异步电动机；采用悬臂离心泵，泵两端轴承用6312。由于其他原因，只在泵端安装两个在线传感器，见图1。

2 背景介绍

该设备于2019年6月1日开始上线西安因联的在线监测系统，该系统采用振温一体式传感器，能有效地采集设备各种特征值。

设备于2019年9月16日维修，至2019年11月2日再次停机维修，仅仅只运行了33天，11月4日再次维修，这次维修更换了轴承、轴、轴承悬架，在9月16日维修后运转时，泵非驱动端速度有效值依然较高，速度有效值趋势图见图2。

从图2可知，该点速度有效值从10月28日开始陡然上升，在11月1日又有小幅的上升。

图1 现场设备图

图2 泵非驱动端速度有效值趋势图

由图3和图4可知，在10月24日以前，该设备加速度和加速度包络峰值均不高，自24日开始，加速度包络峰值开始上升，10月29日加速度峰值开始上升。在设备运行期间，工况稳定，工艺未做任何调整，11月2日21：23左右，设备停机，11月4日拆机维修。

3 频谱分析及结论建议

由图5、图6和图7可知，在10月15日加速度包络频谱中还能看到轴承的各种轴承缺陷频率，而到了10月29日只能看到工频及其谐频，到15次谐频之后几乎再看不到了，而其中1倍频、2倍频最高，再到11月2日加速度包络频谱中能看到更多的高次谐频，并且高次谐频的峰值也明显增加许多。

图3 泵非驱动端加速度峰值趋势图

图4 泵非驱动端加速度包络峰值趋势图

图5 10月15日泵非驱动端加速度包络频谱图

图6 10月29日泵非驱动端加速度包络频谱图

从图8、图9和图10三个不同时期的速度有效值频谱图中，可以明显看到轴承间隙的变化趋势。

图7 11月02日泵非驱动端加速度包络频谱图

图8 10月15日泵非驱动端速度有效值频谱图

图9 10月29日泵非驱动端速度有效值频谱图

图11中加速度频谱图中低频区域能看到该设备的工频及其谐频，高频区域存在看不到幅值的“跺草堆”；图12中加速度时域波形中已经存在很明显的以工频为周期的冲击，频谱中主要是频率幅值的增加，高频区域“跺草堆”消失；图13中加速度时域波形中除了以工频为周期的冲击外，还存在更高频率的小冲击，频谱中频率的幅值进一步增加。

机组加速度、加速度包络先后在10月24日以后开始上升，中间有段时间其值较低，通过查看频谱发现，高频区域看不到任何频率成分，只在低频区域看到工频及其谐频，如图14所示。

图10 11月1日泵非驱动端速度有效值频谱图

图11 10月15日泵非驱动端加速度时域波形图及频谱图

图12 10月29日泵非驱动端加速度时域波形图及频谱图

图13 11月02日泵非驱动端加速度时域波形图及频谱

图14 11月01日泵非驱动端加速度频谱图

图15 10月8日～11月2日泵非驱动端温度变化趋势图

由图15可知，泵非驱动端温度从10月31日08：59开始上升，11月1日07：14开始急速上升，一个半小时，温度上升5°，最高峰值达到83.76°。经过分析，得出滚动轴承保持架损坏后导致泵端温度上升，且轴承间隙已经过大，建议厂方立即停机，检查维修，以免造成更严重的后果。

4 结论正确性验证

2019年11月2日21：26左右该设备停机，11月4日厂方对该设备进行拆解维修，拆开设备后，发现轴承保持架碎裂，其中一小块保持架窜到轴承外圈与轴承悬架的间隙中，轴出现不同程度的磨损，拆解结果证实了之前的判断结论。现场拆解见图16、图17。

图16 损坏的轴承及轴承悬架

5 结束语

通过分析该事故案例的三个不同阶段，可以得出以下结论：

（1）第一阶段轴承外圈和轴承悬架配合间隙较大，此时就应停机检查维修；

图17 磨损的轴

（2）第二阶段轴承内圈和轴配合间隙较大，出现碰磨现象，这时需要及时停机检查维修；

（3）第三阶段轴承保持架碎裂，这时设备必须立即停机检查维修。

假如能及时在设备出现故障的第一时间对设备进行停机检查维修，就会避免后续设备故障的发生以及轴的损坏，为企业节约成本。