预测维修系统故障诊断实例

预测维修系统故障诊断实例广东省粤电集团有限公司★★★★★湛江电力有限公司诊断人员：陈华辉设备部电气分部例1#3炉B磨煤机电动机转子偏心故障•2004年6月23日，#3炉B磨煤机电动机大修后空载试转时振动异常，前端轴承振动比大修前突增数倍，以径向垂直振动增幅最大，频谱分析的结果诊断为转子严重偏心。经检查，两端端盖原装有定位销定位，检修人员回装时漏装回去，造成定位销孔不对应，重新打进定位销后，再次试转振动恢复正常。广东省粤电集团有限公司★★★★湛江电力有限公司例1#3炉B磨煤机电动机转子偏心故障位置时间振动速度（mm/s）前径水平前径垂直轴向方向后端水平3.311.411.462.811.316.232.264.574.741.756.241.151.932.50.97诊断分析：1、该电动机的振动以两倍电源频率为主，达到3.94mm/s，具有明显的偏心特征。2、该电动机前端径向垂直方向振动比水平方向大，停机后检查，发现定位销孔不对应，端盖销孔相对下移1mm，这说明偏心以垂直方向为主。3、装回定位销后，振动明显下降，但幅值较小的转速频率的谐波分量仍大量存在，需继续跟踪观察，监测发展趋势。广东省粤电集团有限公司★★★★湛江电力有限公司例1#3炉B磨煤机电动机转子偏心故障转子偏心时的特征频谱（两倍电源频率占优）转速频率的谐波分量大量存在，需进一步分析观察例1#3炉B磨煤机电动机转子偏心故障广东省粤电集团有限公司★★★★湛江电力有限公司例2：#2机盘车电机故障诊断SKF公司6313滚动轴承故障频率计算(平均)转速n=730转/分,实测N=750转/分。保持架故障频率FTF6313=2.04N=1530转/分滚动体故障频率BSF6313=0.4N=300转/分外环故障频率BPFO6313=3.06N=2295转/分内环故障频率BPFI6313=4.93N=3697转/分实测平均BPFI6313=3675转/分例2：#2机盘车电机故障诊断位置时间振动速度（mm/s）前径水平前径垂直轴向方向后端水平后径垂直7.282.933.727.482.992.75•2004年7月28日，发现该电机后端伸出轴上转轮摆动大，电机振动比以前大几倍以上，轴向振动甚至达到7.48mm/s,根据弯曲的轴引起大的轴向振动这一特征，以及转轮摆动大这一现象，可判断后端伸出轴已弯曲。•在后端径向垂直振动频谱图中，转速频率振动分量比以前有所增大、表明转子存在不平衡，而后端伸出轴弯曲，势必引起不平衡，因此可反证后端伸出轴出弯曲是不平衡增大的主因。•在振动频谱图和gES频谱图中，均出现内环故障频率BPFI及其谐波和转速频率边带等分量，表明存在轴承内环故障。•该电机停下来，检查后端伸出轴果真发生弯曲。例2：#2机盘车电机故障诊断振动包含转速频率、内环故障频率BPFI及其谐波和转速频率边带等分量，表明转子存在不平衡和轴承内环故障例2#2机盘车电机故障诊断gES频谱图中，出现大量内环故障频率BPFI谐波分量，以及转速频率边带，表明轴承内环发生故障例3#2除灰空压机故障诊断•电机转速N1=1480转/分=24.67HZ•压缩机转速N2=4175转/分=69.58HZ•主动齿轮齿数Z1=79，从动齿轮齿数Z2=28•齿轮啮合频率Fm=N1×Z1=N2×Z2=1948.33HZ•齿轮边带频率Fb=Fm+iN1或Fm+iN2•2004年7月2日，大修压缩机后的#2除灰空压机空载试转两个小时，发现齿轮室两侧轴承座处振动突增数倍，频谱图中压缩机的转速频率分量占优势，占65%，诊断为从动齿轮断齿!开缸检查证实，从动齿轮断齿5处。例3#2除灰空压机故障诊断典型的从动齿轮断齿特征频谱----1XN2频率分量占绝对优势!!!例3#2除灰空压机从动齿轮断齿处例4：#1除灰空压机电机故障诊断保持架故障频率FTFNU322=0.4086N=606转/分滚动体故障频率BSFNU322=2.643N=3920转/分外环故障频率BPFONU322=5.31N=7875转/分内环故障频率BPFINU322=7.686N=11398转/分实测平均BPFINU322=11531转/分SKF公司NU322滚动轴承故障频率计算(平均)转速N=1483转/分例4：#1除灰空压机电机故障诊断利用RA-ENTEK的奥德赛机械设备状态监测和故障诊断系统实测该电动机的SKFNU322滚动轴承的振动，并进行振动频谱分析，检测该轴承是否出现轴承故障频率，实测结果如下：当转速N=1483转/分时，振动频谱上出现比较明显的轴承内环故障频率及其谐波尖峰谱线，它们分别为：(1)轴承内环故障频率BPFI=11531转/分(2)2倍轴承内环故障频率2BPFI=23062转/分(3)3倍轴承内环故障频率3BPFI=34687转/分因此，可以诊断该电机产前端轴承(FKFNU322)的内环已出现损坏，建议在半年内安排检修，若继续运行，需观察振速和振动冲击能量的发展趋势。例4：#1除灰空压机电机故障诊断实测值与计算值吻合N=1483转/分，计算SKFNU322轴承内环故障频率BPFI=11398转/分实测SKFNU322轴承内环故障频率BPFI=10531转/分电动机振动频谱中出现非常明显的SKFNU322内环故障特征频率(BPFI)及其谐波频率。例4：#1除灰空压机电机故障诊断#1除灰空压机电机SKFNU322轴承座水平方向实测gSE谱显示内环故障频率BPFI及其谐波频率例5：二期#1冲灰水泵电机故障诊断•2004年1月20日，发现该电机振动异常，前端水平振动为0.81cm/s，后端水平振动为0.64cm/s，振动频谱中主要是转速频率及其谐波，以4倍转速频率为主，因2至4倍转速频率振动分量是对中好坏的较好指示，由此诊断为不对中故障。•3月8日，拆开联轴器检查，发现胶圈已磨坏，连接器上下中心偏差0.8mm，左右偏差0.02mm，与判断结果相符。空载试转检查电机振动，各个方向振动情况良好。•4月1日，重新找好中心后，联轴器上下中心偏差0.045mm，左右偏差0.05mm，均在合格范围内。负载试转时电机振动明显改善，径向水平振动降到0.25cm/s及以下。振动时间前端振动(cm/s)后端振动(cm/s)水平方向垂直方向水平方向垂直方向1/200.810.190.640.213/80.080.040.10.034/10.240.090.250.07例5：二期#1冲灰水泵电机故障诊断典型的转子不对中特征频谱----4XRPM频率分量突出!例5：二期#1冲灰水泵电机故障诊断重新找好中心后，振动各分量明显下降!例6：#4机A凝结水泵电动机故障诊断•该电动机在#3机B凝结水泵电机位置投产，投产时振值在0.08mm范围内波动，2001年3月，因#4机A凝结水泵电机振动偏大较大，更换到#4机A凝结水泵电机位置投运。2001年12月，该电机振动严重超标，后端振动达0.23mm，经更换前后轴承后，后端振动恢复到3月份安装时的0.067mm。•2002年4月份大修后，空、负载试转时均发现后端振动均有跳跃现象，0.06mm跳跃到0.1mm，周期约为6秒左右，基本稳定在0.06mm。从2003年5月22日开始，振动显劣化发展的趋势，尤其是本月振动增大加快。•2004年4月月份，对一年来采集振动信号进行频谱分析，发现2H测点的1倍转速频率在振动频谱中占优势，同时存在少量的2、3、4、5倍转速频率的谐波频率，此特征表明电动机可能发生如下故障：A、转子不平衡，B、转轴弯曲，C、机座松动。此外，频谱图中还出现保持架故障特征频率FTF≌0.4N=600R/min，这主要是因为轴承容易受到径向冲击，激发出保持架的故障特征频率。根据以往处理同类电机的经验，判断该电机振动偏大的主要原因是转子不平衡。振动值时间各测点振动速度(mm/s)1H1A2H03.5.221.40.94.37.170.81.54.612.241.11.85.504.1.51.51.85.62.21.425.74.131.52.264.271.83.67.1例6：#4机A凝结水泵电动机故障诊断振动曲线00.10.20.30.40.50.60.70.8123456789101112日期负荷侧振动(cm/s)反负荷侧振动(cm/s)轴向振动(cm/s)例6：#4机A凝结水泵电动机故障诊断典型的转子不平衡特征频谱----1XRPM频率分量占绝对优势!!!例7：#2炉B引风机电机轴承故障诊断该电动机前端轴承型号为SKFNU2238，故障特征频率计算结果：轴承保持架故障特征频率FTF=994RPMx0.4356=433cpm。轴承滚动体故障特征频率：BSF=994RPMx3.8328=3810cpm轴承外环故障特征频率：BPFO=994RPMx8.28=8230cpm轴承内环故障特征频率：BPFI=994RPMx10.716=10652cpm2倍滚动体故障频率：2×BSF=7620cpm）实测2倍滚动体故障频率：2×BSF=7650cpm）•2003年3月27日定期监测时，发现前端轴承声音异常，用听棒可听到断续“嗒嗒”声，前端轴承振动尖峰能量总量值偏大，尖峰能量（gSE）频谱图（见图2）中有大量的轴承保持架故障特征频率（FTF=450cpm）和2倍的滚动体故障频率（2×BSF=7650cpm）及其谐波，且轴承保持架故障特征频率FTF以边带形式出现在2倍的滚动体故障频率故障特征频率及其谐波的两侧。•由此判断轴承滚动体有故障，因为滚动体出现故障时，滚动体冲击轴承保持架，将会产生轴承保持架故障频率，然而，轴承保持架故障频率本身很少以基频出现，往往调制其他频率，造成以轴承保持架故障频率为间隔的边带。尖峰能量（gSE）频谱图中出现2倍的滚动体故障频率及其谐波，这说明有可能有2个轴承滚动体有故障，因为如果一个以上滚动体有故障，将产生等于有故障的滚动体数目×滚动体故障频率的频率。•此后十多天的跟踪监测中，发现前端轴承的振动冲击能量值gSE均呈逐步发展趋势，各个方向的增幅均在约1倍以上，其中水平方向的冲击能量值在4月16日超过了报警值，为安全起见，立即建议检修部门利用停机机会及时给予更换。•4月23日，利用#3机临修机会，更换下该电动机前端轴承，检查发现该轴承2个表面有轴向的伤痕。例7：#2炉B引风机电机轴承故障诊断例7：#2炉B引风机电机轴承故障诊断例7：#2炉B引风机电机轴承故障诊断滚柱体磨损伤痕例8：#3机电动给水泵电机振动故障诊断该电动机型号Y900-2-4，额定功率5500KW，电压6KV，额定电流595A，额定转速：1492R/min，两端设有独立的轴承座，均为滑动轴承。根据该电机的结构特点，测点设置在前后轴承座处，每点分别取径向水平H、径向垂直V和轴向方向A三个方向进行测量。例8：#3机电动给水泵电机振动监测情况•2002年9月22日，发现该电机两端轴瓦处振动大，并且可听到强烈的“嗒嗒”响声，经多次试转子，发现在不同的工况下振动有所不同，空转时各部分振动正常，而当电泵转速冲到4400r/min时（即带上负荷），测点1处径向垂直方向V振幅为0.070mm，水平方向H振幅为0.175mm，测点2处径向垂直方向V振幅为0.036mm，水平方向H振幅为0.140mm，经找转子动平衡后，振动下降到0.03mm以下。•运行半年后，2003年4月21日，再次发现两端轴承座处振动大和响声大，径向水平方向H振幅分别为0.11mm和0.093mm，振速分别为7mm/s和5.5mm/s，运行8个小时基本无变化，再检查基础振幅为0.012mm，电动机本体径向水平方向振幅为0.056mm，振速为2.8mm/s。例8：#3机电动给水泵电机振动监测数据•通过应用恩泰克维修系统进行现场监测，利用数据采集器采集了该电动机空载试转时两端轴瓦座处三个方向的振动值和振动冲击能量值（见下表），振动表现为径向水平振动最大,达5.8mm/s以上，振动冲击能量表现为前端径向垂直方向最大，达3.5g以上,而正常时振动一般在1.5mm/s以下，振动冲击能量在0.5g以下。振动速度