淺談轉(zhuǎn)動機(jī)械故障診斷及處理

趙永忠

（江蘇華電揚(yáng)州發(fā)電有限公司，江蘇 揚(yáng)州225007）

0 引言

電廠的特點(diǎn)是自動化水平高、連續(xù)生產(chǎn)，一旦各類轉(zhuǎn)動機(jī)械發(fā)生故障，將影響整個機(jī)組的正常運(yùn)行。在設(shè)備檢修管理工作中，如果單憑檢修人員的感觀和經(jīng)驗(yàn)來判斷設(shè)備故障已不能適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要，而采用轉(zhuǎn)動機(jī)械故障診斷技術(shù)則有助于我們及時防止和處理設(shè)備故障。

1 原因分析及診斷處理

造成轉(zhuǎn)動機(jī)械故障的原因可能是多方面的，主要有軸承（包括滾動軸承、滑動軸承）缺陷、聯(lián)軸器中心不符合要求、機(jī)械松動、轉(zhuǎn)子不平衡及軸彎曲等多種原因及上述多種原因的組合。

1.1 滾動軸承缺陷

故障表現(xiàn)為滾子或滾道出現(xiàn)剝落、凹痕、破裂、腐蝕或雜物進(jìn)入，產(chǎn)生的主要原因是軸承質(zhì)量不高、安裝不當(dāng)、軸承與軸的配合不正確、潤滑不好等。

例如：型號為IZ300－250－765的灰渣泵，轉(zhuǎn)速985r／min，揚(yáng)程90～97.5m。在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)設(shè)備本體軸承及泵殼的振動值逐漸變大，水平振動最大達(dá)到300μm以上，且軸承溫度偏高，兩側(cè)都在65℃左右，對其進(jìn)行檢測，頻譜圖中發(fā)現(xiàn)在6.5Hz和78Hz處都有明顯的波峰，在高頻區(qū)還有群峰出現(xiàn)，對照頻譜圖進(jìn)行分析，判斷該泵軸承滾子、保持架、外滾道都已損壞，經(jīng)過查閱臺賬，發(fā)現(xiàn)該灰渣泵運(yùn)行時間累計(jì)已超過15 000h。經(jīng)過解體檢修發(fā)現(xiàn)，判斷正確。更換軸承后，該設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常。

1.2 滑動軸承缺陷

引起滑動軸承故障的原因主要有：間隙過大或過小，油膜渦動和油膜震蕩，滑動軸承質(zhì)量存在問題，潤滑不良，長期在振動大或溫度高的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)。

例如：型 號 為 Y4－2×61－01No26.5F 的 引 風(fēng) 機(jī)，風(fēng) 量756 100m3／h，葉輪直徑2 650mm，轉(zhuǎn)速747／598r／min。在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)該風(fēng)機(jī)振動偏大，本體西軸承水平方向振動最大達(dá)到175～190μm，溫度測點(diǎn)顯示，該軸瓦溫度為48℃，比引風(fēng)機(jī)其他軸瓦的溫度高8～10℃，對其進(jìn)行頻譜檢測，頻譜圖中發(fā)現(xiàn)在5Hz附近有明顯的波峰，且在軸向振動的渦動頻率處份量較小，對照進(jìn)行頻譜分析，初步判斷該滑動軸承間隙過大。小修時進(jìn)行解體檢查，發(fā)現(xiàn)該滑動軸承頂隙超標(biāo)，且下瓦有起皮現(xiàn)象，實(shí)踐證明，我們的判斷基本正確。對其進(jìn)行研刮，重新調(diào)整間隙，試轉(zhuǎn)后，設(shè)備運(yùn)行正常。

1.3 機(jī)械松動

機(jī)械松動分為結(jié)構(gòu)松動和轉(zhuǎn)動部件松動，造成結(jié)構(gòu)松動的原因是安裝不良、長期腐蝕、磨損造成其結(jié)構(gòu)或基礎(chǔ)損壞；轉(zhuǎn)動部件松動的主要原因是零部件損壞，軸承與軸配合不當(dāng)，軸承內(nèi)圈與軸產(chǎn)生相對運(yùn)動。

例如：DTM380／830Ⅳ磨煤機(jī)，其電機(jī)型號為 Y1000－10／1430，功率為1 000kW，電壓為6kV，電流為123A，轉(zhuǎn)速為595r／min。每年都會發(fā)生電機(jī)軸瓦振動大、溫度高等缺陷，有時振動值最大達(dá)到500μm以上，每年都要進(jìn)行很多次的搶修，但都未能找出振動大的根本原因。通過請教專家以及后來我們對設(shè)備故障診斷工作認(rèn)識的積累，用現(xiàn)場頻譜儀對設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行檢測，并在出現(xiàn)故障時進(jìn)行檢測分析比較，發(fā)現(xiàn)其頻譜圖與正常時相比，除基頻16Hz處有明顯的波峰外，在3～10倍頻還有很大的份量，基本確定電機(jī)振動的原因是電機(jī)基礎(chǔ)不牢，提出對電機(jī)地腳進(jìn)行加固的辦法，并取得了明顯的效果。實(shí)踐證明，我們的判斷是正確的。

1.4 轉(zhuǎn)子不平衡

引起轉(zhuǎn)子不平衡的原因有裝配不當(dāng)、轉(zhuǎn)子上有附加物產(chǎn)生、轉(zhuǎn)子受到磨損、轉(zhuǎn)子破裂或丟失部件等，具體表現(xiàn)為：徑向振動大，而其他方向的振動值較小，徑向振動隨轉(zhuǎn)速增大而增大，在頻譜圖上表現(xiàn)為基頻有穩(wěn)定的高峰，其他倍頻振幅較小。

例如：型號為Y4－73－12－18D左135的引風(fēng)機(jī)，本體軸承水平振動超過200μm，垂直方向及軸向振動值都在100μm以內(nèi)，電機(jī)振動值均正常，運(yùn)用VA－11B現(xiàn)場頻譜儀對設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行檢測，并與前期檢測頻譜圖進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)在其基頻上有一明顯波峰，初步判定是轉(zhuǎn)子不平衡引起，經(jīng)過檢查，發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)每片葉輪上都有約80mm的積灰，造成風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡。經(jīng)過清灰后，風(fēng)機(jī)運(yùn)行正常。

2 注意事項(xiàng)

運(yùn)用狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷技術(shù)，可以更方便、更快捷、更有效地把握設(shè)備運(yùn)行狀況，提高設(shè)備維修水平。對設(shè)備的分析與診斷，如果單靠一兩次測量往往不能準(zhǔn)確把握故障的原因，要定期對設(shè)備進(jìn)行多次測量分析、搜集數(shù)據(jù)、對照比較，從中找出變化的趨勢及引起振動的主要原因。對設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測要規(guī)范化、制度化，規(guī)范測點(diǎn)管理，定部位、定儀器、定周期對設(shè)備進(jìn)行常規(guī)監(jiān)測，及時掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，有利于進(jìn)行設(shè)備實(shí)際運(yùn)行狀況的技術(shù)評價。對狀態(tài)良好的設(shè)備，可適當(dāng)放寬監(jiān)測頻次；而對狀態(tài)異常的設(shè)備，應(yīng)增加測量的頻次，以便及早查明原因。

3 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

轉(zhuǎn)動機(jī)械在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)振動大、溫度高等 異常情況，以前檢修人員都是對設(shè)備聯(lián)軸器中心、地腳、軸承及轉(zhuǎn)子不平衡進(jìn)行逐步檢查，需要花費(fèi)很多檢修時間和精力，同時對機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行也帶來了影響。

設(shè)備的檢測通常是指通過測定設(shè)備的某一特征參數(shù)（如振動、溫度），來檢查其狀態(tài)是否正常。當(dāng)特征參數(shù)小于允許值時認(rèn)為正常，否則認(rèn)為異常。而設(shè)備故障診斷技術(shù)是通過了解和掌握設(shè)備在線使用的狀態(tài)，結(jié)合設(shè)備的運(yùn)行歷史，對設(shè)備可能要發(fā)生或已經(jīng)發(fā)生的故障進(jìn)行預(yù)報(bào)、分析、判斷，確定故障性質(zhì)、類別、程度、原因、部位，指出故障發(fā)生和發(fā)展的趨勢及后果，提出控制故障繼續(xù)發(fā)展的措施，通過采取調(diào)整、維修、治理的對策消除故障，最終使設(shè)備恢復(fù)正常狀態(tài)。

設(shè)備故障診斷技術(shù)和狀態(tài)監(jiān)測作為現(xiàn)代化設(shè)備管理的重要組成部分，是設(shè)備管理與維修管理必不可少的手段。尤其是在電廠面臨煤價上漲而相對電價較低這一形勢的今天，如何提高設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行水平，控制和降低設(shè)備維修成本是企業(yè)管理的重要環(huán)節(jié)。

設(shè)備故障診斷技術(shù)是一門新興綜合性學(xué)科，在實(shí)踐中還需進(jìn)一步探討與發(fā)展。加之設(shè)備千差萬別，外部運(yùn)行條件各不相同，同時故障往往有多種不同的信號反應(yīng)，而有些信號往往介于兩種或多種可能的故障之間，不是一一對應(yīng)關(guān)系。這就要求我們從實(shí)際出發(fā)，具體問題具體分析，平時勤于觀察，收集好第一手資料，注意數(shù)據(jù)的積累，不斷提高自身技術(shù)水平。因?yàn)橐疝D(zhuǎn)動機(jī)械振動的原因是多方面的，所測出的信號也是多個信號的組合，這就要求對監(jiān)測人員加強(qiáng)培訓(xùn)、不斷提高監(jiān)測水平，這樣才能做到準(zhǔn)確判斷、靈活運(yùn)用，把設(shè)備管理工作提高到一個更高的水平。

［1］何川，郭立君.泵與風(fēng)機(jī)［M］.4版.北京：中國電力出版社，2008.

［2］牛明忠，王葆華，王桂亮.設(shè)備故障的振動識別方法與實(shí)例［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，1995.

［3］張學(xué)延.汽輪發(fā)電機(jī)組振動診斷［M］.北京：中國電力出版社，2008.