XXXX版滚动轴承故障诊断案例 2 2003
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建议：及时更换20#锥箱I轴轴承，以免发生故障。
20# 轧机拆检结果
图4
图5
图6
例3
2005 年 12 月 15 日，唐山 钢铁公司高速线材轧机的增速 箱振动异常升高的故障诊断。
根据系统的时域指标监测， 在12月14日发现精轧机增速箱 南侧时域指标连续呈黄色警报， 到12月15日时域指标报警值大 于150变为红色，引起技术人 员的关注，因此进一步对该设 备进行频谱分析。
1、时域指标趋势分析
(1) Φ6.5钢吐丝机a35测点峰值趋势图
吐丝机水平测点峰值趋势
400
300
值 峰
200
a35
100
0
月1日 2
2月15日
2月19日
月7日 3
3月11日
28日 13日 17日 3月 日4月期 4月
月6日 5
5月10日
5月26日
月7日 6
6月27日
图2 峰值指标趋势图
图1 高线轧机的传动机构示意图
1）频谱分析图:
图2 26 架轧机振动频谱图
?2）数据分析：
表 1 数据分析表 （测量转速1100rpm；推导转速1078.2rpm）
序号
故障特征频率（ Hz） 测量值 计算值
误差 绝对 相对
振幅 (m/S2)
特征描述
1
58.594 58.594
0
0
3.245
锥箱 I轴转频
26#趋势图
26#趋势图
图3 26架通频振动有效值趋势图
从趋势图上可以看到振动是在1月29日开始上升的，说明故障发 展很快。
?4）特征频率趋势分析
18 16 14 12 10 8 6 4 2 0
58.59 61.04 117.19 175.78 178.22 603.03 605.47
图4 26 架特征频率趋势图
从图4 中可以看到，Ⅰ轴转频(58.59Hz)及2倍频(117.19Hz)的振 幅也是在1月29日开始上升。
?5）当时的诊断结论与处理建议
1．时域信号特征 a）26#架精轧机在1月29日柱状图（棒图a、b、c，这里未给出）峰值 开始报警，30日报警值达255； b）29日时域信号发生严重畸变，30日时域信号完全紊乱； c）时域趋势图从27日的22.6m/s2急剧上升到30日的245 m/s2（图7-12 ），突变了10倍左右。
1 、经过初步分析该振 动成份并非轴与齿轮的故 障特征频率（轴转动频率 小于 30HZ ，齿轮啮合频 率大于2000HZ）；
2、由于轴承参数不全， 无法计算精确的故障特征 频率，根据估计值计算有 轴承故障可能。
在随后的紧急检修中， 开箱发现输出高速轴联轴 节端滚动轴承内圈断裂。
图4 轴承内圈断裂
例4：
2006年6月27日，安阳钢铁公司高速线材轧制线上的吐丝机Ⅱ轴发 生轴承碎裂事故，被迫停产检修。事后检视在线故障诊断监测系统，发 现早在4月13日时域峰值指标状态监测已经发出红色警报。图1是吐 丝机传动简图。
图7－26 吐丝机传动简图
作为事后调查，欲对所有故障监测指标作一下回顾，以便认识哪些 指标对这类故障信息敏感。所以将各项时域监测指标列举分析如下：
0.537/59.13 =0.91%
100 锥箱I轴转频
2.504
118.26-117.188 =1.072
1.072/118.26 =0.91%
100
锥箱 I 轴转频 的2倍频
从2004年12月28日的频谱图到2005年1月4日的频谱图，可以看到 轴转频的振幅上升了7倍，而且频域图形中出现很多谐波并向上漂起 ，时域图形越来越混乱，呈很强的非对称形态。由此可以判断20＃架 锥箱Ⅰ轴轴承出现故障．
动异常。图 7－10为高线轧机的传动机构示意图。 查20架的频谱变化过程，见图 1、图2、图3。
图1 12 月28日谱图锥箱 I轴转频 58Hz幅值为 0.447 m/s 2
图2 1月2日频谱图（锥箱Ⅰ轴转动频率58Hz的振幅为2.502 m/s2 图3 1月4日频谱图（锥箱Ⅰ轴转动频率58Hz的振幅为3.664 m/s2
数据分析
表1 数据分析表 （测量转速1088rpm；推导转速1078.2rpm）
序 故障信号 计算特征 号 频率 (Hz) 频率 (Hz)
振幅
绝对误差 （Hz）
相对误差 %
可 信 故障部位及 度 % 性质分析
1 58.594 2 117.188
59.13 118.26
2.502
59.13-58.593 =0.537
滚动轴承故障诊断案例-2
实例1 宣化钢铁公司高速线材轧机26架 实例2 宣化钢铁公司高速线材轧机20架 实例3 唐山钢铁公司高速线材轧机的增速箱 实例4 安阳钢铁公司高速线材轧制线上吐丝机
滚动轴承故障诊断案例-2
例1
2005年1月31日，宣化钢铁公司高速线材轧机的26架出现振动 异常。图1 为高线轧机的传动机构示意图。
2．频域信号特征： a）出现26#架精轧机锥箱I轴的转动频率（同时也是该轴轴承内圈旋 转频率）及大量谐波，达5000Hz以上，这是典型的部件松动特征。 b） 58.59Hz的振幅已经超过10m/s2；（图7-11)
3．该齿轮箱可能存在两种故障隐患： a）I轴轴承损坏（可能性较大）; b）26架底座刚度弱（有松动、裂纹等），有被外力所激起的振动。
实际情况
厂方接到报告后，立即组织检修。开箱后发现1轴 MRC—7126 KRD4S轴承损坏。
（注：这个诊断报告中 将锥箱 I 轴的转动频率 及大量谐波解释成典型 的部件松动特征，实际 是因为 轴承破损 ，造成 I轴定心失效所致）
图5 破裂的 1轴轴承
例2 2005年1月5日，宣化钢铁公司高速线材轧机的 20架出现振
图1 高线精轧机齿轮箱传动Biblioteka Baidu图
频谱图分析 0位线
图2 增速箱 12月15日时域振动波形
在图2增速箱时域振动波形图中可以明显看到高频冲击现象，并且相对 0位线偏向上方。
图3 增速箱 12月15日频谱图
时域信号有明显下延结构是冲击类振动的表现，频域含有410HZ成份， 并伴随有高阶倍频成份。
诊断结论
2
117.188 117.188
0
0
1.508
锥箱 I轴转频二倍频
3
180.664 175.782 4.882 2.8%
2.458 锥箱I轴转频的三倍频
4
239.258 234.376 4.882 2.1%
0.908 锥箱I轴转频的四倍频
?3) 趋势分析:
300 250 200 150 100
50 0
20# 轧机拆检结果
图4
图5
图6
例3
2005 年 12 月 15 日，唐山 钢铁公司高速线材轧机的增速 箱振动异常升高的故障诊断。
根据系统的时域指标监测， 在12月14日发现精轧机增速箱 南侧时域指标连续呈黄色警报， 到12月15日时域指标报警值大 于150变为红色，引起技术人 员的关注，因此进一步对该设 备进行频谱分析。
1、时域指标趋势分析
(1) Φ6.5钢吐丝机a35测点峰值趋势图
吐丝机水平测点峰值趋势
400
300
值 峰
200
a35
100
0
月1日 2
2月15日
2月19日
月7日 3
3月11日
28日 13日 17日 3月 日4月期 4月
月6日 5
5月10日
5月26日
月7日 6
6月27日
图2 峰值指标趋势图
图1 高线轧机的传动机构示意图
1）频谱分析图:
图2 26 架轧机振动频谱图
?2）数据分析：
表 1 数据分析表 （测量转速1100rpm；推导转速1078.2rpm）
序号
故障特征频率（ Hz） 测量值 计算值
误差 绝对 相对
振幅 (m/S2)
特征描述
1
58.594 58.594
0
0
3.245
锥箱 I轴转频
26#趋势图
26#趋势图
图3 26架通频振动有效值趋势图
从趋势图上可以看到振动是在1月29日开始上升的，说明故障发 展很快。
?4）特征频率趋势分析
18 16 14 12 10 8 6 4 2 0
58.59 61.04 117.19 175.78 178.22 603.03 605.47
图4 26 架特征频率趋势图
从图4 中可以看到，Ⅰ轴转频(58.59Hz)及2倍频(117.19Hz)的振 幅也是在1月29日开始上升。
?5）当时的诊断结论与处理建议
1．时域信号特征 a）26#架精轧机在1月29日柱状图（棒图a、b、c，这里未给出）峰值 开始报警，30日报警值达255； b）29日时域信号发生严重畸变，30日时域信号完全紊乱； c）时域趋势图从27日的22.6m/s2急剧上升到30日的245 m/s2（图7-12 ），突变了10倍左右。
1 、经过初步分析该振 动成份并非轴与齿轮的故 障特征频率（轴转动频率 小于 30HZ ，齿轮啮合频 率大于2000HZ）；
2、由于轴承参数不全， 无法计算精确的故障特征 频率，根据估计值计算有 轴承故障可能。
在随后的紧急检修中， 开箱发现输出高速轴联轴 节端滚动轴承内圈断裂。
图4 轴承内圈断裂
例4：
2006年6月27日，安阳钢铁公司高速线材轧制线上的吐丝机Ⅱ轴发 生轴承碎裂事故，被迫停产检修。事后检视在线故障诊断监测系统，发 现早在4月13日时域峰值指标状态监测已经发出红色警报。图1是吐 丝机传动简图。
图7－26 吐丝机传动简图
作为事后调查，欲对所有故障监测指标作一下回顾，以便认识哪些 指标对这类故障信息敏感。所以将各项时域监测指标列举分析如下：
0.537/59.13 =0.91%
100 锥箱I轴转频
2.504
118.26-117.188 =1.072
1.072/118.26 =0.91%
100
锥箱 I 轴转频 的2倍频
从2004年12月28日的频谱图到2005年1月4日的频谱图，可以看到 轴转频的振幅上升了7倍，而且频域图形中出现很多谐波并向上漂起 ，时域图形越来越混乱，呈很强的非对称形态。由此可以判断20＃架 锥箱Ⅰ轴轴承出现故障．
动异常。图 7－10为高线轧机的传动机构示意图。 查20架的频谱变化过程，见图 1、图2、图3。
图1 12 月28日谱图锥箱 I轴转频 58Hz幅值为 0.447 m/s 2
图2 1月2日频谱图（锥箱Ⅰ轴转动频率58Hz的振幅为2.502 m/s2 图3 1月4日频谱图（锥箱Ⅰ轴转动频率58Hz的振幅为3.664 m/s2
数据分析
表1 数据分析表 （测量转速1088rpm；推导转速1078.2rpm）
序 故障信号 计算特征 号 频率 (Hz) 频率 (Hz)
振幅
绝对误差 （Hz）
相对误差 %
可 信 故障部位及 度 % 性质分析
1 58.594 2 117.188
59.13 118.26
2.502
59.13-58.593 =0.537
滚动轴承故障诊断案例-2
实例1 宣化钢铁公司高速线材轧机26架 实例2 宣化钢铁公司高速线材轧机20架 实例3 唐山钢铁公司高速线材轧机的增速箱 实例4 安阳钢铁公司高速线材轧制线上吐丝机
滚动轴承故障诊断案例-2
例1
2005年1月31日，宣化钢铁公司高速线材轧机的26架出现振动 异常。图1 为高线轧机的传动机构示意图。
2．频域信号特征： a）出现26#架精轧机锥箱I轴的转动频率（同时也是该轴轴承内圈旋 转频率）及大量谐波，达5000Hz以上，这是典型的部件松动特征。 b） 58.59Hz的振幅已经超过10m/s2；（图7-11)
3．该齿轮箱可能存在两种故障隐患： a）I轴轴承损坏（可能性较大）; b）26架底座刚度弱（有松动、裂纹等），有被外力所激起的振动。
实际情况
厂方接到报告后，立即组织检修。开箱后发现1轴 MRC—7126 KRD4S轴承损坏。
（注：这个诊断报告中 将锥箱 I 轴的转动频率 及大量谐波解释成典型 的部件松动特征，实际 是因为 轴承破损 ，造成 I轴定心失效所致）
图5 破裂的 1轴轴承
例2 2005年1月5日，宣化钢铁公司高速线材轧机的 20架出现振
图1 高线精轧机齿轮箱传动Biblioteka Baidu图
频谱图分析 0位线
图2 增速箱 12月15日时域振动波形
在图2增速箱时域振动波形图中可以明显看到高频冲击现象，并且相对 0位线偏向上方。
图3 增速箱 12月15日频谱图
时域信号有明显下延结构是冲击类振动的表现，频域含有410HZ成份， 并伴随有高阶倍频成份。
诊断结论
2
117.188 117.188
0
0
1.508
锥箱 I轴转频二倍频
3
180.664 175.782 4.882 2.8%
2.458 锥箱I轴转频的三倍频
4
239.258 234.376 4.882 2.1%
0.908 锥箱I轴转频的四倍频
?3) 趋势分析:
300 250 200 150 100
50 0