滚动轴承的振动检测技术应用诊断实例

摘 要：采用振动状态检测和故障诊断技术，对滚动轴承的故障信号进行分析，确定轴承的故障部位，及 时对故障轴承进行更换，避免了重大的设备故障。 关键词：滚动轴承；靴型压辊；预知检修
Abstract: The fault signals of antifriction bearings were analyzed with vibration detection technology and fault diagnosis technology, to determine the fault position. Bearings could be replaced in time to avoid the serious damage to equipment. Key words: antifriction bearing; shoe press roll; predictive maintenance
[收稿日期:2012-11-14(修改稿)]
73 Apr., 2013 Vol.34, No.8 China Pulp & Paper Industry
2 010 年10月5日在 对其进行 检 测 时，发 现 2 号压 区 的#1测 点的p e a k v u e谱中出现异常，与以前的频谱结构有很大的 不 同，其 他 的几个 测 点与 以前 的 频 谱 比 较 起 来没有太 大 的 变 化。这也 就意味着，#1测点的轴承的运行状态有了较大的改 变。与车间沟通后得知，最 近 工艺没有变化，车速也 没有变 化，近 期 也 没有 变 动 轴 承 的 润 滑 条 件。那 么#1测 点 的 轴 承 运 行 的 外 部 环 境 基 本 没有什么变 化，这 就 说明 轴 承 的 运 行 状 态 出现了变 化，而 这 种 变 化 对 于 轴 承 来说 往 往 是坏 消 息 的可 能
种 破 裂 式 的 损 伤 一 般 都 是突 发性 的，对 设 备 的 破 坏 往 往都 是 灾难性的。
2 验证
通 过 频 域 分 析 确 认了故 障 的 根 源，结合 时 域中的冲 击 情 况，估 计 滚 动 体 的 损 伤已 经比 较明显，属于 故 障 的中后期，建 议车间 尽快 对其进行 检 查 更 换。车间在10月11日对 2 号压 区 的 靴 压辊 进行了更换，最终检查发现轴承的3个滚动体出现了 碎 裂 。如 图5照片所 示。由照片可 以 看 到，此 次 诊 断 结 果 得 到 了验证。
为：257.19r/m i n，根据轴承故障特征频率计算公式，可以知 道轴承的外环的故障频率F外=43.64H z，内环的故障频率F内 =54.95H z，滚动体的故障频率F 滚=18.10H z，保持架的故障 频率F 保=1.8 7 9H z。
从 时 域 上可 以看 到有明显 的冲 击。而且冲 击 的 幅 值 较 大。这种冲击形态出现在轴承的时 域谱中，说明很可能轴承 出现了比 较 严重的 损 伤。为了能 更清 晰 确 认 损 伤 的 部 位，需 要 对 时 域 谱 进行 进 一 步 处 理 和 分析。这 里 对#1测点 的 时 域 谱 进 行自相关处理，如图3。
2号靴压辊
减
速
1
2
3机
电机
4
图1 靴压辊的传动和振动测点布置
图2 #1测点peakvue时域
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第34卷第8期 2013年4月
性 很 大 。所 以针对 以 上 情况 决 定 对#1测 点 的 轴 承 的 振 动 频 谱 进行进一步分析。
1 故障信号分析
1.1 时域分析 #1测点的 p e a k v u e 时 域 谱，如图2所 示。 #1测点使用的轴承是：S K F 231/750，检测时的转速
#1测点的 p e a k v u e 频 谱如图4所 示。 频谱中出现了明显的17.65H z的频率以及高次谐频，这
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ产实践
Production
图3 #1测点自相关谱
图4 #1测点的水平方向的peakvue频谱
a
b
c
图5 验证照片
个 频 谱与 轴 承 的几个 部 件 的 故 障 频 率 相比 较可 以看出，轴 承滚动体的故障频率18.10H z与之最为接近，而在测点附近 只有滚动体出现故 障 以后才会出现与17.65 H z 非常 接 近的 18.10H z的频率，再加上振动信号在传输以及处理中的一些 数 学 计 算误 差，以 及靴 压 辊 在 运 转 过 程中存 在 的 转 速 波 动， 我们可以认为这个17.65H z的频率就是轴承滚动体的故障频 率。那么在图4中出现的17.65H z的频率及其谐波，就可以看 作 是 轴 承 滚 动 体 的 故 障 频 率及其谐 波。根 据 这 些 轴 承 滚 动 体 故 障 频 率 的 边带 以 及 时 域中的冲 击 形 态，说明 滚 动 体 的 故 障 已经比较严重。
在自相关谱中我们可以更加清晰 地看到这个冲击的形 态，为了 确 认 这个冲 击 的 来 源，对其进行分析 和 计 算，发 现冲 击的频率为1.957H z，这个频率与目前已知的故障相比较，发 现其与轴承的保持架的故障频率1.879H z非常接近，其频差 为1.957-1.879=0.078H z，对于这么小的频差，考虑到实际 设 备 运 行 时 转 速 的 轻 微 波 动，以 及检 测 信号在 进行 计 算处 理 过 程中的 偏 差，根 据 经 验可 以认 定，这个 图3 中的 冲 击 就 是由 轴 承 的 保 持 架引起 的。这 种由于 保 持 架引起 的 这 么大 的 冲 击 现 象，在 平 时 的工作中很 少出现，所 以要 知 道 其 中的原 因，就 需 要 仔 细 全面的 分析 问 题 。单 单 从 这个 时 域 谱中很 难 找 到问 题 的 根 源。这 就 需 要从#1测点的 频域 入手。 1.2 频域分析
⊙ CHEN Jian-liang (Shandong Sunpaper Group Co., Ltd., Yanzhou 272100, Shandong, China)
71 Apr., 2013 Vol.34, No.8 China Pulp & Paper Industry
生产实践
Production
利 用轴 承状 态 检 测 与 故 障 诊 断 技 术，实 现了对 设 备 的 预 知 维 修。避 免了一 次关 键 设 备 的 重大事 故，为 车间的正常生 产 提供了有利保障。
参考文献 [1]易良榘.简易振动诊断现场实用技术[M].北京：机械工业出版
社,2003-04. [2]李春祥.处理轴承跑套的新方法[J].中华纸业,2000,21(11):41.
生产实践
Production
滚动轴承的振动检测技术应用诊断实例
⊙ 陈建良（山东太阳纸业股份有限公司，山东兖州 272100）
陈建良，长期从事振动分析工作， 具有良好的故障诊断和现场分析 能力，能和现场人员良好的沟通 协作。
The diagnosis case of vibration detection technology for antifriction bearings
随 后 建 议车 间 对 润 滑 油 进行了清 洁度 化 验。化 验 结 果： 没有在润滑油中发现金属屑。一般情况下，如果 轴承部件出 现 疲 劳 损 伤 的 话，基 本上都 会出 现 疲 劳 剥 落，这 种 剥 落 都 是 随 着 轴 承 的 运 转 持 续 地出现，剥 落 的 细 小 金 属屑 也 会在 润 滑 油中很 容 易 被 发 现 。还 有一种不常见 的 情况 就 是 破 裂 式 的 损 伤，这种损伤一般会突然出现，会出现很少细小的金属碎块， 但 是 这 些 细 小 的 金 属 碎 块不会 持 续出现。所 以 这 种 破 裂 式 的 损 伤 一 般 情况 很 难 在 润 滑 油中被 发 现 痕 迹 。而 这 里 润 滑 油中 并没有出现金属屑，所以轴承的损伤很可能 属于后 者。而这
中图分类号：TS736+.2；TS73
文献标志码：B
文章编号：1007-9211(2013)08-0071-03
公 司某车间年产20万吨高档文化用纸的纸机,设计车 速1200m/m i n，由Vo i t h公司生产。其压榨部采用 双靴压型压榨，靴 压辊的传 动和振动测点的布置 如图1所 示。靴 压 辊由一台高压电 机 通 过 减 速 机 驱动。电 机 功 率为1150kW，测点位置如图1数字所示。