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轴承故障的分析与诊断

 发布时间:2017-06-20 点击量:460

  轴承故障的分析与诊断,在不了解设备基本参数的条件下如何做减速机?在不了解设备基本参数的条件下,利用频域分析方法,对轧机主传动系统减速机进行了故障诊断。发现故障与实际故障*吻合。那么,在不了解设备基本参数的条件下如何诊断轴承故障?对此樽祥科技为大家做出了详细的讲解。>>>机械故障检测仪代理商:

  樽祥科技轴承故障的分析与诊断:

  1 前言

  冶金设备的传动系统多采用齿轮变速机构,齿轮和轴承是两种zui常见的零件与箱体组合设计成的减(增)速机。这种结构常使齿轮和轴承的状态、寿命表现出*的相关性和因果关系,一荣俱荣、一损俱损。而齿轮和轴承的故障同时又是冶金企业zui常见的故障形式之一。

  特别是在不知道设备详细的基本参数时如何区分齿轮和轴承的故障,对设备维修计划的制定、备品备件的提前准备及维修后是否能实现设备功能、状态、精度良好的目的等等,意义更为重大。

  同时轴承和齿轮的故障模式有比较明显的相似性,如:利用振动加速度测定从1—10KHz频率是机械的局部共振频率,除齿轮以外,水泵、轴承、电动机等也会发生同样频率的振动,尤其是诊断滚动轴承时易发生误诊。>>>机械故障检测仪代理商:

  2 诊断分析

  2.1 设备概况

  该减速机已运行3年,于2006年7月突然发生故障,二轴下轴承损坏、抱轴,更换轴承后一周内,减速机产生不正常声响,振动异常。图1为轧机主传动系统传动简图。由于客观条件限制仅能在减速机轴承座顶部的4个位置,分别安装2个加速度传感器,测量垂直方向的振动。测点位置如图1所示。

  

  2.2 故障的分析与诊断

  采用CSI2130便携式振动分析仪对无缝厂轧机主传动系统的减速机进行了振动监测。

  由于没有图纸,测试前减速机的基本参数无法预先获得。并且电机轴转速不恒定和传感器不能安装到所有测点给故障诊断和分析带来了不小的困难。但是根据齿轮啮合和轴承故障的不同机理和模式,还是能够得出比较的结论。

  

  图2测点1垂直方向频谱图

  

  图3测点2垂直方向频谱图

  2.2.1从幅值区分齿轮与轴承故障:如图4所示若测定的所有各值差异很小或相同,且均超差,说明齿轮异常,若4个测定值中的个别值大于其他值,即表示此测定部位是滚动轴承异常。图3、图4分别为1、2测点的垂直方向频谱图幅值较相近,怀疑为齿轮的啮合故障。

  2.2.2几乎所有的齿轮啮合故障,啮合频率都会带有其所在轴转频的边带。出现的186.08Hz频率及多次谐波带有较明显的边带。根据电机转数,可以推算出是一轴、二轴转频的边带大约为6.67-8.33Hz。186.08Hz的边带为7.16Hz,186.08÷7.16=26.00103≈26是整数倍。基本可以确定186.08Hz是一轴、二轴齿轮的啮合频率,齿轮的啮合运行处于故障状态。 

  图5测点2垂直方向频谱图

  

  图6测点2垂直方向PKVue频谱图

  2.2.3 图5、图6是2测点的两幅频谱图,出现了80.20Hz频率的大量谐波,同时,PKVue冲击强烈。80.20Hz无边带,可以确定80.20Hz不是齿轮的啮合频率。

  2.2.4 80.20Hz÷7.1=11.30不是整数倍,80.20Hz频率的振动值在2测点处zui大,说明振源在二轴,同时根据现场人员反映二轴下部噪声较大,基本确定为下部轴承故障。由于80.20Hz没有边带,基本可以确定为轴承外圈故障。

  3 诊断结果

  3.1.结论:

  3.1.1所测四个测点全部以上述各频谱图中的两种故障模式为主。

  3.1.2一轴和二轴的一对齿轮啮合处于故障状态。

  3.1.3二轴下轴承(外圈)处于故障状态。

  3.2故障机理分析:

  3.2.1齿轮啮合故障的原因可能有:

  -换轴承时可能一轴或二轴发生了转动,改变了原齿轮幅的啮合状态,产生新齿啮合,由于轮齿磨损不同产生了啮合故障。

  -由于啮合间隙调整造成的暂时的啮合不良,类似于新设备的跑合,会随着运行时间而改善。

  -上轴承没换,由于上轴承的磨损间隙(已运行3年)大于下轴承(新换轴承)的游隙会产生二轴的不同心现象 ,产生齿距偏差,造成啮合故障。

  3.2.2轴承故障的原因可能有:

  修镗孔的精度不够,外圈的装配精度不能保证

  -外圈与轴承座间有杂质或毛刺没清净。

  -由于二轴的不同心造成的外圈故障。

  3.3建议措施:

  3.3.1继续运行,同时加强监测,看故障的变化趋势,有好转说明是跑合过程。

  3.3.2如继续劣化,定修时换轴承(二轴轴承需成对更换),调整齿轮啮合精度。

  4 生产验证

  4.1三天后由于噪声仍然存在,决定在定修时解体。发现二轴下部轴承外圈掉肉,二轴齿轮局部大约30%啮合,且啮合部分磨损异常。

  4.2解体后所看到的设备的主要参数如表1所示。二轴下部轴承FAG 24044B外圈故障频率计算值11.652×7.1=82.7292与实测值80.20相近。

  

  

  轴承外圈掉肉

  

  一轴齿轮啮合故障

  5 结论

  即使在事前不了解设备基本参数的情况下,如果对轴承、齿轮的故障模式有比较深入的理解,从振动幅值、故障频率的边带、与转数频率的同步性三个方面加以区分,还是能够较准确的判别轴承和齿轮的故障,使维修更具科学性。

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