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离心式通风机滚动轴承故障诊断案例分析

发表时间:2020-08-04 10:26:05

离心式通风机滚动轴承故障诊断案例分析


摘要:针对某电厂锅炉离心式通风机支撑部位监测点异常振动问题,对其监测振动信号进行分析,最终定位为支撑滚动轴承故障:简要介绍了滚动故障振动机理及诊断思路,并详细介绍了此案例的诊断过程,为电厂辅机类滚动轴承故障诊断提供有价值的参考。

关键词:电厂锅炉;离心式通风机;滚动轴承;故障诊断


         广泛也是最容易发生故障零部件之一。其运行状态直接影响到设备性能,一旦出现故障,必然导致设备发生事故甚至停运,造成重大经济损失。滚动轴承失效一般经过四个阶段,即故障初始阶段、轻微故障阶段、宏观故障阶段、故障最后阶段。在滚动轴承不同运行阶段,开展滚动轴承故障诊断理论及方法研究有着重要的安全及经济意义。近年来,在滚动轴承故障初期阶段诊断的理论研究取得了一系列的成果[1-4],但其离滚动轴承的实际工程应用还存在着很大的距离。在滚动轴承实际工程应用的故障诊断中,往往最有效的还是常规信号处理方法如时域波形分析、傅立叶变换、共振解调等方法。本文以某电厂锅炉离心式风机的滚动轴承故障诊断为案例,介绍了其基于常规信号处理方法的诊断思路,为电厂辅机滚动轴承的故障诊断提供有价值的工程参考。


一、 滚动轴承主要故障类型及原因滚动轴承在运转过程中可能会由于各种原因引起损坏,如装配不当、润滑不良、水分和异物侵入、腐蚀和过载等都可能会导致轴承过早损坏。滚动轴承主要故障形式:


 1.1 疲劳剥落

       滚动轴承的内外滚道和滚动体表面既承受载荷又相对滚动,在交变载荷的作用下,首先在表面下形成裂纹,再逐渐扩展到接触面使表层发生剥落坑,最后发展到大片剥落,疲劳剥落会产生冲击载荷,造成振动和噪声。


1.2 磨损

      由于尘埃、异物进入轴承,滚道和滚动体在相对运动时就会造成表面磨损,润滑不良也会加剧磨损。


1.3 塑性变形

     当轴承受到过大的冲击载荷或静载荷、热变形引起的额外的载荷及有硬度很高的异物侵入时都会在滚道表面形成凹坑、划痕和压痕。


1.4 锈蚀

    水分或酸、碱性物质直接侵入会引起轴承锈蚀。


1.5 断裂

     磨削、热处理和装配不当都会引起残余应力,工作时

热应力过大也会引起轴承零件断裂,另外装配方法及工艺

不当、过高的载荷也可能会引起轴承零件断裂。


1.6 胶合

     由于润滑不良、高速重载,轴承零件摩擦发热可以在极短时间内达到很高的温度,导致表面烧伤及胶合。


1.7 保持架损坏

     由于装配或使用不当造成保持架发生变形,增加它与滚动体间的摩擦,甚至使某些滚动体卡死、保持架与内外圈发生碰磨等会使轴承发热、振动和噪声加剧,导致轴承损坏。


二、滚动轴承故障诊断方法

      基于振动信号分析的滚动轴承诊断应用最为广泛:振动信号中蕴含了诸多的滚动轴承故障信息。振动信号分析诊断分为简易诊断和精密诊断。


2.1 简易诊断

     是指应用振动幅值进行诊断的方法,主要步骤:计算振动幅值的峰值、均值以及均方根值等有量纲参数及波形指标、波峰指标、峭度指标等无量纲参数,然后与预先给定的某种判定标准进行比较,根据实测的振动值是否超出了标准给出的界限来判断轴承是否出现了故障。


2.2 精密诊断

      通过适当的信号处理方法将特定的频率成分分辨出来,从而分析故障的存在与否。常用的精密诊断方法有低频信号分析法、中/高频信号分析法。其中精密诊断需要对滚动轴承的故障特征频率进行

详细的计算,滚动轴承故障特征频率


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