漿板機壓力篩頂部電機軸承失效分析

楊軍東 山東亞太森博漿紙有限公司，山東 日照 276826

漿板機壓力篩頂部電機軸承失效分析

楊軍東 山東亞太森博漿紙有限公司，山東 日照 276826

軸承損壞是電動機常見的設備故障，本文從故障軸承表面磨損情況和采集的振動數據兩方面進行原因分析，并從維護維修角度提出預防措施。

軸承；失效；原因分析；預防措施

1 壓力篩及電機概況

壓力篩是制漿造紙生產線中的重要設備之一，一般它由兩臺電機通過V型皮帶傳動，底部由250KW高壓電機驅動，頂部由55KW電機驅動，機組示意圖如圖1所示，具體設備參數及軸承型號如下：

壓力篩型號FT5-AL5，德國安德里茲生產。

內部軸承型號

6FT5:Upper:7330BCBM/7230BCBM. AL5:Upper:2320k

FT5:Lower:23228C C/W 33AL5:Lower:7224BCB

頂部電機型號M2QA280M6，額定轉速980RPM，安裝方式V6。軸承型號7316B（NSK）、6216/C3（NSK）

底部高壓電機型號YKK400-4，額定轉速1500RPM，安裝方式V5。 軸承型號：NU324E（SKF）、7320B（NSK）

圖1 機組示意圖

2 電機軸承失效發現過程

2011年7月，電氣預防性維修人員在例行檢查時發現該壓力篩頂部電機噪音異常，隨后利用測溫儀和振動分析儀等測量儀器檢測了軸承溫度和振動值，經判斷都有明顯上升，于是按照停機程序上報停機更換電機軸承。

拆下的軸承經清洗檢查，發現非驅動側軸承較好，而驅動側7316BECM軸承損傷嚴重。軸承內圈約120°嚴重剝落，外圈約30°疲勞磨損，滾動體顏色發烏。見下圖2、圖3。

圖2 軸承內圈圖片 圖3軸承滾動體照片

3 電機軸承失效前背景調查

在上一年度公司設備大修時，更換了頂部55KW電機軸承。該電機運行一段時間后，經SKF振動數據采集儀分析，在速度頻譜中出現了76.25HZ的高峰值（4.64倍轉頻），隨后繼續跟蹤觀察，發現在電機驅動側的徑向，振動呈上升趨勢，水平方向振動速度值達到7.816mm/sec，垂直方向達到9.541mm/sec。頻譜中76.25HZ的頻率與電機驅動側軸承7316B軸承外圈缺陷頻率幾乎一致。隨后利用設備小修時對該電機軸承進行了更換。經觀察更換下的軸承間隙較大，松動明顯，軸承內外圈有輕微疲勞磨損。據維修安裝人員回顧在安裝電機驅動側7316B軸承時，安裝人員出現了失誤，因軸承內端蓋影響，軸承未一次性安裝到位，后采取了捶打方式將軸承安裝到正確位置。更換后經檢測分析，電機振動明顯降低，但頻譜中還存在著76.25HZ頻率的峰值。隨著時間的推移，該峰值又開始上升。驅動側水平方向振動為7.006mm/sec，非驅動側垂直方向振動升為8.539mm/ sec。而是偏離該點，直接研磨在內圈的0°的平面。這說明軸承內圈有很大軸向移動。從滾動體分析，按常理來說，軸承內圈出現如此嚴重剝落，與之直接接觸的滾動體應該磨損較重，可是滾動體磨損較輕，只是顏色發烏。顏色發烏說明滾動體受過高溫。從軸承外圈看，磨損較輕，但受力點也發生了偏移，并不在軸承外圈最佳受力點。從電機安裝方式為V6的立式安裝看，應有一端承受軸向力。通常情況下，電機重心的下端為軸受力端。可本電機的重心下端為6216普通球軸承，上端（驅動端）為7316角接觸球軸承，同時在該端又沒有卡簧約束軸承內圈的軸向竄動。這說明該電機7316軸承未承擔起全部軸向負荷。

圖4 電機驅動端軸承圖片

圖5 電機非驅動端軸承圖片

從振動頻譜中分析，自上年度大修更換電機軸承后，在速度頻譜中出現了76.25HZ的高峰值（4.64倍轉頻），該峰值又近似7316B軸承的外圈缺陷頻率。隨后小修時更換該軸承，振動明顯降低，但該異常頻率仍然存在。截止到2011年7月，異常頻率始終存在，除了水平方向的振動上升外其余方向的振動和包絡值都較低，并且振動趨勢也相對平穩。

通過以上分析，對該電機軸承失效的原因總結如下：

5.1 維修人員更換軸承時，未一次性將軸承安裝到位，軸承在安裝過程中受到輕度損傷；

5.2 維修人員更換軸承時，由于少墊了墊片，使軸承發生了軸向竄動，造成軸承提前失效；

5.3 維護人員所加入的潤滑脂內有雜質或過量；

5.4 軸承在運行過程中，受到了過多的軸向推力，高沖擊負荷將軸承內圈研磨剝落；

5.5 該電機軸承使用不合理性。驅動端的7216BECM軸承同時承受了軸向負荷和徑向負荷。

4 最后一次維修采取的措施和運行效果

本次維修專門聘請了公司高級技工親自安裝，使用了剛啟封的潤滑脂，并把電機非驅動端換成了承受軸向力的7216B軸承，驅動端換成了6316軸承。現在已經運行半年，經狀態檢測人員檢測未發現異常。

5 電機軸承失效原因分析

該電機軸承為單列角接觸球軸承，可以承受在一個方向的軸向負荷。一般情況下角接觸球軸承是配對使用，但在立式電機的軸向承載區也可單列使用。從軸承的磨損情況分析，軸承內圈的磨損位置并不在軸承內圈的最佳受力點，

6 預防改進措施

根據軸承失效的原因分析，對該電機的維護維修提出如下預防措施：

6.1 再次更換軸承時，重點檢查軸兩端的軸向有無卡簧槽，測量軸向過多推移量，是否有必要增加墊片；

6.2 加入的潤滑脂務必保持清潔，加入量要適量。另外，加油脂前還應將設備上的注油嘴清潔，以防積聚的灰塵雜質等隨潤滑脂加進軸承內；

6.3 安裝軸承要嚴格按照規范進行。

6.4 正確選擇軸承型號，要根據軸承的受力情況合理選擇；

6.5 運行維護人員應加強巡檢，有故障征兆時，及時通知狀態監測人員采集有關數據，以便故障診斷和問題分析。

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.07.082