齒輪箱軸瓦磨損引起振動的分析

戴 慶，高志敏，王 杰

（寧夏寶豐能源集團股份有限公司，寧夏銀川 750411）

0 引言

HDPE 聚乙烯軸流泵在正常使用過程中，按照廠家技術(shù)要求進行運行維護，出現(xiàn)軸瓦磨損（非正常）和聯(lián)軸器膜片損壞是比較少見的，除非是發(fā)生潤滑不良、軸承偏心、基礎松動等振動問題，才會衍生出軸瓦磨損嚴重的故障。

1 項目概況

寧夏寶豐能源HDPE 聚乙烯采用的軸流泵型號為24 英寸28 英寸9500 臥式回路泵（圖1），該機泵由電機拖動，變速機增速箱和機泵組成，工作轉(zhuǎn)速為1780 r/min。

圖1 機泵布置

機泵運行一段時間后發(fā)現(xiàn)，電機聯(lián)軸器側(cè)振動有增大的趨勢，其中1 個測點的振動由19m 上升到54m，另1 個測點振動值由28m 上漲到48m，并呈緩慢上升趨勢，期間溫度變化不明顯。在排除測量元件問題后懷疑瓦的間隙存在異常，因為機泵在前段時間運行過程中發(fā)生過晃電事故，晃電后增速箱運行溫度從5967升至5888；晃電造成潤滑油泵停止運行7 min，機泵正常運行（由于工藝原因潤滑泵停泵機泵需正常運行）。晃電后增速箱振動其中1 個測點由5m 上漲到8m，其他振動探頭信號顯示異常。本次振動上漲問題應該為齒輪箱軸瓦間隙變大引起的電機聯(lián)軸器側(cè)振動增大，期間利用離線測振儀對機泵、電機、齒輪箱進行取數(shù)據(jù)頻譜分析，并依據(jù)振動上漲情況進行停機檢修，此次檢修過程中發(fā)現(xiàn)聯(lián)軸器膜片損壞嚴重，軸瓦磨損嚴重，巴氏合金脫落。檢修更換了新的備件軸瓦和聯(lián)軸器膜片，安裝完畢后開車，電機聯(lián)軸器側(cè)振動14/16m，齒輪箱聯(lián)軸器側(cè)振動17/19m，取得明顯好轉(zhuǎn)。

2 振動監(jiān)測與分析

根據(jù)現(xiàn)場反映情況，對軸流泵的電機、齒輪箱、機泵利用安徽容知RH802 雙通道振動分析儀進行頻譜取數(shù)據(jù)分析，以下為具體分析過程。

2.1 電機聯(lián)軸器側(cè)振動增長趨勢（圖2）

2.2 電機聯(lián)軸器側(cè)振動波形（圖3）

圖2 電機聯(lián)軸器側(cè)振動增長趨勢

圖3 電機聯(lián)軸器側(cè)振動波形

仔細觀察波形圖，波形平穩(wěn)無沖擊波，說明軸承運行正常。頻譜圖主要出現(xiàn)的是1f 和2f，并且2f 遠高于1f，初步懷疑存在不對中，因為還存在轉(zhuǎn)動部件松動和轉(zhuǎn)子橫向裂紋的故障，通過現(xiàn)場檢查確認，排除松動和轉(zhuǎn)子橫向裂紋的故障。

2.3 齒輪箱電機側(cè)波形頻譜（圖4）

觀察齒輪箱聯(lián)軸器側(cè)（電機）全程包絡線無脈沖信號、無故障特征信號，頻譜圖主要有f（24.1）、f 嚙合（1440）、2f 嚙合（2880）、3f 嚙合（4320）頻率，根據(jù)頻譜特征，主要為嚙合頻率的倍頻，并且邊頻帶幅值不高，初步懷疑為齒輪磨損或齒側(cè)隙過大，需要進一步驗證。

圖4 齒輪箱電機側(cè)波形頻譜

2.4 機泵聯(lián)軸器側(cè)速度波形頻譜（圖5）

根據(jù)波形圖間隔脈沖信號初步判斷軸承存在輕微的點蝕，頻譜圖主要為葉輪通過頻率（f工4（葉片）=117.8 Hz）為3.064 mm/s，和開車比較無增大趨勢，判斷運行正常。

3 總結(jié)及驗證

根據(jù)以上時域頻譜圖分析，機泵的齒輪箱和電機聯(lián)軸器存在對中故障，齒輪箱齒輪存在磨損或齒側(cè)隙過大的故障。經(jīng)過停車檢修拆解，發(fā)現(xiàn)電機齒輪箱側(cè)聯(lián)軸器膜片斷裂，造成對中偏差；軸瓦巴氏合金多處脫落，造成齒輪側(cè)隙過大并且齒輪多處有磨損的情況（圖6）。

圖5 機泵聯(lián)軸器側(cè)速度波形頻譜

圖6 膜片和軸瓦損壞