一个轴承松动跑外圈的早期预警案例

一个轴承松动跑圈的早期预警案例
1、设备信息
鼠笼式交流感应异步电机，负载是卧式多级离心泵，额定转速1485r/min。

电机非驱动端轴承型号为NU222ECM，驱动端轴承为NU226ECM+6226，脂润滑。

2、问题描述
现场巡视人员反馈电机发出尖锐、不连续的异音（不同于一般缺油造成的噪音），现场实测振动值未超标（＜4.5mm/sRMS），但比其他同类型电机振动明显偏高，其它各项参数均无异常。

测量数据见下表：
表1 连续三次测量的振动数据（单位：mm/sRMS）
3、分析诊断
下面以电机驱动端水平向振动为例，展示几个典型的分析图谱。

图1 驱动端水平向振动速度频谱
小结：
频谱中转频谐波分量比较丰富，特别是转频的2X、4X、6X等偶数倍频突出，主要怀疑存在机械零部件松动故障。

（如何从理论上解释“偶数倍频大、奇数倍频小”这样的频谱特征？）
图2 驱动端水平向振动加速度解调谱
图3 驱动端水平向振动加速度时域波形
小结：
图2的解调谱上无明显的轴承故障特征频率，优势频率为转频的2X、4X、5X等倍频谐波。

进一步分析图3的加速度时域波形，明显可见存在转频间隔的冲击信号。

图4 驱动端水平向振动速度时域波形
小结：图4的速度波形存在畸变特征，负峰值明显大于正峰值，怀疑轴承结构刚度异常，比如轴承内部的配合松动。

4、总结与验证
（1）诊断结论
综合现场的间歇性、尖锐异音，以及上文所列举的有松动特征的频谱、有转频间隔冲击的加速度波形和正负峰值不对称的速度波形，判断该轴承间隙异常、跑外圈，并产生间歇性的摩擦。

（2）检修验证
解体检查后发现，电机两端实际使用的圆柱滚子轴承型号是NU226ECM/C3和NU222ECM/C3，与原始设计要求的型号NU226ECM和NU222ECM不符。

（轴承噪音跟大游隙轴承有一定关系）
驱动端的6226/C3轴承外圈外侧与压盖内侧配合处有旋转摩擦划痕（下图左），压
盖内侧与轴承外圈配合的凸台有宽约1mm，深约0.03mm的整圈划痕（下图右），应该是轴承跑外圈与凸台摩擦导致。

驱动端的6226/C3轴承在轴承座内配合较松动，外圈防转O圈备件是3.0mm，而实际安装的O圈是2.5mm，中间还断了一段，轴承放进去可以轻松转动。

电机高速运转过程中轴承外圈相对轴承室发生微动，继而发出一系列异常响声。