滚动轴承状态监测及故障诊断实例

社，2009 2 王红军. 滚动轴承测试技术[M].机械工业出版社，2008
W12.08-28 —— —— —— ———— —— ———
作者通联：独山子石化炼油厂钳工车间 新疆克拉玛依市 833600
E-mai：lyc_CK@petrochina.com.cn 〔编辑 王 其〕
跇賲 设备管理与维修 2012 №8
357.58Hz，外圈故障频率 f 外=232.42Hz，滚动体故障频率 f 滚= 过高的冲击能量和有效加速度值以及故障频率谐波的出现，
110.68Hz。对测点 3 进行包络分析后发现，在 f=110.94Hz 出现一 表明测点 3 处轴承进入故障第三阶段，建议进行拆检。拆检后
个异常信号，与理论上的滚动体故障频率 f 滚=110.68Hz 相吻 发现该轴承为无油润滑，黄油嘴已经被灰尘堵住，轴承长周期
4 个月左右，在 2012 年 1
峰出现，甚至整个机械故障区都没有波峰的出现。加上测点 3 水
月 9 日的振动烈度和加 速度有效值增大。用
平振动烈度 vrms 均小于 7.1mm/s〔国标 ISO2372—1974（E） 15～ 75kW 的机器〕，因此，可以确定加速度有效值的增大是由于轴
BH550 综合巡检分析诊
合。由于 1×=49.1Hz，2×=98.2Hz，排除了是 2×的可能，因此，该频 缺油运行，油脂消耗完后零部件产生疲劳，从而导致外圈滚动
率应为滚动体故障频率。滚动体连续滚动，缺陷处会发出周期性 出现点状坑蚀，12 个滚动体表面均出现麻点，跟之前诊断结果
信号，出现故障频率谐波。对谐波进行观察确认，在 221.88Hz、 一致。
2.干气密封失效情况
封气是经过过滤的介质气，从 A 路进入干气密封腔内，分成两
维修人员对 k-502 干气密封进行解体检查，发现静环的辅
部分，大部分经迷宫密封进入机体内，以阻断机体内含有杂质和 助密封 O 形圈存在明显挤压痕迹和剪切痕；弹簧扭曲，已不能
油类的工艺气进入密封腔内，其余很少一部分密封气进入密封 自由浮动；静环从防转销处碎裂，防转销磨损；干气密封腔内有
泄漏停产抢修 2 次，更换干气密封 2 套，1 套干气密封平均使用寿 气和少量的 D 路气通过 S 路排到大气中。
命仅为 3.5 个月。在其他装置中，一般干气密封使用寿命 5～8 年。
串联密封在实际使用中，介质侧的主密封起主要作用，介
二、K-502 干气密封
质侧密封和大气侧密封之间的泄漏量可通过 C 路引到火炬，
玉门油田炼油化工总厂 50 万 t／a 柴油改质新建装置，所用循 从 B 路引入，使辅助密封的端面在旋转时形成刚性气膜；A 路、
环氢压缩机 k-502，配套使用德国博格曼公司制造的干气密封。循 B 路的部分气体通过 C 路（去放空）排出；最外侧为隔离气，从
环氢压缩机 k-502 投产使用后，在短短的 7 个月内，因干气密封 D 路引入，主要作用为防止润滑油窜入干气密封中；同时 B 路
1.概述
数值较大，超出平均经验数值水平。形状和峰值表明轴承存在较
某装置有一台双支承多级离心泵，最高转速 2950r/min。机 高的冲击能量，轴承零部件很可能存在缺陷。
组与测点布置如图 1 所示。
（2）频谱图分析
该泵自大修后运行
从图 3 中可以看出，在基频 1×=2950/60=49.1Hz 处，没有波
△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△
（3）包络频谱分析
频率影响较多，不能确定。
测点 3 处轴承型号为 NU308E，根据轴承故障特征频率计
3.验证
算公式算出：保持架缺陷频率 f 保=19.37Hz，内圈故障频率 f 内=
综上分析诊断，结合振动趋势和 GIE 冲击能量值的分析，
润滑与密封
参考文献
分辨率△f=采样频率 fs/采样点数 N=2048/1024=2Hz，所以，故障 1 盛兆顺，尹琦玲.状态监测与故障诊断技术及应用[J].化学工业出版
频率如出现在 230.42～233.42Hz 之间应视为范围之中。经过对 谱图分析后，发现在 f=231.25Hz 出现较高冲击能量的频率，与 外圈故障频率非常接近。另外，在外圈故障频率附近，出现了 10Hz 的边带频率。经过对其谐波进行查找，发现在 462.5Hz、 693.75Hz 和 925Hz 出现了外圈故障谐波频率。因此，可以说明 外圈滚道出现了缺陷。对内圈故障频率进行分析，发现在其附近 虽有一频率，但内圈为轴承径向最靠内的部件，频谱受其他干扰
验标准。因此，初步认为测点 3 处滚动轴承
可能损伤。而测点 4 处轴承各项指标均波动
不大，说明轴承状态正常。
2.分析诊断
（1）波形分析 利用 BH550 电脑端的设备诊断维修管
图 2 测点 3 垂直方向的时域波形图
理系统，对 1 月 9 日该泵测点 3 轴承采集的
信号（图 2）进行频谱分析。图中波形为非正
滚动轴承状态监测及故障诊断实例
兰洋陈凯
摘要 采用状态监测与故障诊断技术对机泵滚动轴承故障信号进行分析，简易诊断和精密诊断相结合，对轴承故障进行综合诊断， 确定了故障部位和类别，对机泵进行了预知性检修，避免出现抱轴故障。
关键词 滚动轴承 状态监测与故障诊断 预知检修 中图分类号 TH113.1 文献标识码 B
弦波或畸变正弦波，因此可以排除转子类故
障的存在。
由于波形图中尖峰频谱周期性出现，不
同于以往波形，且尖峰信号形状比较规律，
图 3 测点 3 的频谱图
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
表 2 加重后的振动数据
μm
减小转子不平衡。实践表明，这种处理方法效果明显。
332.81Hz 和 443.75Hz 及附近均出现故障信号，这说明滚动体存
采用轴承状态监测与故障诊断技术对机泵进行预知检修
在坑蚀类故障。
后，大幅度降低了抢修率及抱轴类故障的发生，对设备的长周期
同样对测点 3 轴承外圈和内圈进行包络分析，确认是否存 安全运行提供了有力保障。
在故障。经过计算得出外圈故障频率 f 外=232.42Hz，由于频率
承零部件故障造成的。对轴承故障信号进行包络分析，以确定具
断仪测振功能进行测量 后，发现测点 3 加速度有
图 1 机组构成及测点布置示意
体的部位和原因。
效值从 2.6m/s2 增大到 12.3m/s2；用 BH550 自
带的轴承冲击能量测量功能测得该点的
GIE 数值从 0.248 上升到 1.312，ຫໍສະໝຸດ Baidu大超过经
设备管理与维修 2012 №8 跅賲
循环氢压缩机干气密封故障分析及改进
路永宇
摘要 分析柴油加氢装置循环氢压缩机运行过程中干气密封泄漏问题，提出改进措施，使干气密封寿命由 3.5 个月延长至＞15 个月。
关键词 干气密封 密封泄漏 泄漏分析 改进措施 中图分类号 TH136 文献标识码 B
一、前言
的端面在旋转时形成刚性气膜；辅助密封气为经过过滤的氮气，
1.K-502 干气密封结构
因此介质泄漏到大气侧和排气口的泄漏量几乎为零。当主密
K-502 使用的干气密封，是两个单级串联密封组成的带有 封失效时，辅助密封可作为安全密封，保证介质不会泄漏到大
中间迷宫的密封，两个单级密封沿轴向前后放置形成两级密封。 气中。
介质侧密封为主密封，大气侧密封为辅助密封。参照图 1，主密
测点
2 垂直 2 水平 3 垂直 3 水平 4 垂直
空负荷
满负荷
通频/工频/半频
3/0/0
8/6/2
2/0/0
5/3/2
8/3/0
8/4/4
6/4/0
3/0/0
6/0/2
7/3/3
参考文献
1 杨建刚. 旋转机械振动分析与工程运用[M].北京：中国电力出版社，
2007
2 杨建刚，戴德成，高亹.转子不平衡对转轴系统振动低频分量的影响
[J].东南大学学报，1994（4）
W12.08-27
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作者通联：东南大学火电机组振动国家工程研究中心 南
京市玄武区四牌楼 2 号 307 210096
4 水平
11/7/0
13/8/6
E-mail：tangyumei10@163.com
〔编辑 王 其〕
诊断技术