煉鐵廠出鐵場除塵風機軸承故障診斷

（凌源鋼鐵集團有限責任公司,遼寧 朝陽 122500）

煉鐵廠出鐵場除塵風機軸承故障診斷

張國棟，李鳳春

（凌源鋼鐵集團有限責任公司,遼寧 朝陽 122500）

煉鐵廠出鐵場除塵風機振動出現異常，經振動檢測后診斷為風機軸承故障。停機檢修更換軸承后，避免了故障進一步劣化對設備造成更嚴重的影響。

除塵風機； 軸承； 頻譜

1 設備基本信息

煉鐵廠出鐵場除塵風機為雙吸、雙支撐型式離心鼓風機，風機型號為C5-2*51NO-26F。風機軸承為球面滾子軸承，軸承型號22340。電機型號為YKK710-8/1400kW，電機為滑動軸承。聯軸器是彈性柱銷聯軸器。轉速控制采用變頻調速。設備簡圖如下（圖1）。

圖1

2 故障診斷

因出鐵場除塵風機采用變頻調速，所以根據測量頻譜確定振動測量時的風機轉速為655r/min（fr=10.92Hz），頻譜圖如圖2。

圖2

從圖2的頻譜圖中可以看出，轉頻振動值及二倍頻振動幅值都很小，可以得出風機轉子平衡及對中情況良好，同時也可以排除因地腳螺栓緊固問題造成軸承座動剛度降低情況。測量風機振動時風機殼體振動較小，并且轉頻前側沒有其他分數倍頻出現，風機不存在因進風側布袋透氣性差引起旋轉失速故障的發生。

從圖2中可以看出占據風機振動主導地位的是非整數倍頻率及其諧波，而出現非整數倍諧波最有可能出現的故障就是風機滾動軸承故障。所以根據風機風機軸承型號22340查找風機軸承各部件的故障頻率，見表1。

表1

為了準確判定是否為軸承故障，需要確定非整數倍頻率之間關系（見圖3、4、5、6），依據各頻率之間關系，可以確定軸承故障的部件；判斷故障的輕重緩急。

圖3

頻譜中存在6.685倍轉頻（fr）的諧波(見圖3)，同時6.685倍轉頻（fr）有轉頻邊帶（見圖4）；頻譜中還存在9.314倍轉頻（fr）的諧波（見圖5），9.314倍轉頻也有轉頻邊帶（見圖6）。這些頻率和SKF、FAG的22340軸承故障頻率不相關。

圖4

圖5

圖6

根據軸承的特征故障頻率理論計算公式:

這次軸承故障診斷與保持架和滾動體故障無關，省略了保持架和滾動體故障頻率計算公式。

頻譜中的6.685倍fr+9.314倍fr≈16倍fr，風機軸承的滾動體個數極有可能是16個；在已知滾動體個數，不知道軸承節徑D，滾動體直徑d和軸承接觸角α的情況下，根據滾動軸承頻率簡易公式有：

頻譜中6.685倍轉頻頻率與滾動軸承頻率簡易公式計算得出的軸承外圈特征頻率接近，所以確定6.685倍轉頻頻率是軸承外圈故障頻率。同理，確定9.314倍轉頻頻率是軸承內圈故障頻率。

軸承外圈故障頻率幅值較大，諧波明顯，所以判定軸承外圈存在點蝕；同時軸承外圈故障頻率存在轉頻邊帶，判定軸承外圈存在點蝕和軸承盒之間過盈不足。軸承內圈故障頻率有諧波存在，同時也有轉頻邊帶出現，符合軸承內圈故障特點，判定軸承內圈也存在點蝕。建議近期停機更換風機軸承。

3 檢修情況

停機后，發現風機兩側軸承內、外圈滾道出現了剝落（軸承外圈用火切切開沒有拍照），如圖7所示。風機軸承單列滾動體個數為16個。軸承滾動體、保持架沒有明顯異常。

圖7

4 結語

應用狀態監測與故障診斷技術的正向推理原則，排除不可能發生的故障；通過解讀滾動軸承故障原理和滾動軸承特征頻率計算公式，準確判斷出風機振動原因為風機滾動軸承故障部位，并果斷地采取了停機檢修的措施。通過停機檢修也驗證了診斷結論，避免了故障進一步惡化，保證了出鐵場除塵風機可靠運行。

[1]盛兆順，尹琦嶺主編.設備狀態監測與故障診斷技術及應用[M].化學工業出版社.

[2]楊建剛.旋轉機械振動分析與工程應用[M].中國電力出版社.

TF321

A

1671-0711（2017）04（上）-0080-02