1、焦?fàn)t2號(hào)爐前除塵風(fēng)機(jī)故障診斷前言2號(hào)爐前除塵風(fēng)機(jī)是寶鋼焦?fàn)t較早投產(chǎn)運(yùn)行的設(shè)備，負(fù)責(zé)清除焦?fàn)t上料時(shí)產(chǎn)生的煤塵。若發(fā)生故障，除直接污染環(huán)境外，還將成為安全生產(chǎn)的隱患。05年9月現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備管理人員發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)振動(dòng)值不斷攀升并有加速的趨勢(shì)，遂委托檢測(cè)公司進(jìn)行測(cè)試。診斷部技術(shù)人員根據(jù)風(fēng)機(jī)振動(dòng)數(shù)值和振動(dòng)信號(hào)，確定風(fēng)機(jī)軸承已嚴(yán)重磨損，應(yīng)馬上更換。通過(guò)對(duì)檢修前后的全程跟蹤，技術(shù)人員最終找到了故障的根本原因。1簡(jiǎn)述2號(hào)爐前除塵風(fēng)機(jī)是寶鋼焦?fàn)t二期重要設(shè)備，結(jié)構(gòu)為雙支撐雙吸離心式。該風(fēng)機(jī)屬非受控設(shè)備。2005年9月12日，診斷部技術(shù)人員受現(xiàn)場(chǎng)點(diǎn)檢委托對(duì)該設(shè)備進(jìn)行測(cè)試。以下是設(shè)備測(cè)點(diǎn)示意圖：2 基本參數(shù)及相關(guān)計(jì)算2號(hào)爐前除

2、塵風(fēng)機(jī)主動(dòng)力為一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，功率260KW，轉(zhuǎn)速1487r/min。電機(jī)自由側(cè)軸承型號(hào)3G32222、負(fù)荷側(cè)軸承型號(hào)3G32224、3G126，風(fēng)機(jī)兩側(cè)軸承型號(hào)均為1622。電機(jī)與風(fēng)機(jī)通過(guò)彈性聯(lián)軸器連接。相關(guān)頻率計(jì)算如下：設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速恒定，故電機(jī)轉(zhuǎn)頻f電機(jī)1487/6024.78Hz；電機(jī)與風(fēng)機(jī)通過(guò)彈性聯(lián)軸器直接連接，故風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)頻f風(fēng)機(jī)f電機(jī)24.78Hz。f軸承內(nèi)圈故障頻率24.78×內(nèi)圈故障頻率系數(shù)f軸承外圈故障頻率24.78×外圈故障頻率系數(shù)f軸承滾動(dòng)體故障頻率24.78×滾動(dòng)體故障頻率系數(shù)f軸承保持架故障頻率24.78×保持架故障頻率系

3、數(shù)3G32224、3G126、1622軸承的各故障頻率系數(shù)如下表軸承型號(hào)保持架故障頻率系數(shù)滾動(dòng)體故障頻率系數(shù)外圈故障頻率系數(shù)內(nèi)圈故障頻率系數(shù)3G322240.4353.2127.82810.1723G1260.3741.8102.9905.01016220.3992.2955.1827.818轉(zhuǎn)頻為24.78Hz時(shí)，3G32224、3G126、1622軸承的各故障頻率如下表軸承型號(hào)保持架故障頻率滾動(dòng)體故障頻率外圈故障頻率內(nèi)圈故障頻率3G3222410.78Hz79.59Hz193.98Hz252.06Hz3G1269.27Hz44.85Hz74.09Hz124.15Hz16229.89Hz56

4、.87Hz128.41Hz193.73Hz3測(cè)試使用的儀器有： MCV021測(cè)振儀、MCV061測(cè)振儀、EMC-2000B數(shù)采器、2130振動(dòng)測(cè)試分析儀。測(cè)點(diǎn)方向振動(dòng)速度平均值振動(dòng)速度有效值軸承沖擊平均值軸承沖擊平均值2月3日9月12日2月3日9月12日01V0.232.901.960.14H0.321.820.770.07A0.814.611.580.0802V0.563.020.581.06H0.332.281.040.74A1.625.370.920.2003V0.5942.390.2916.27H0.9730.760.154.35A0.9243.410.9714.9604V0.384.

5、310.861.37H0.576.071.710.59A1.754.231.370.51上表為2005年2月3日、9月12日2號(hào)爐前除塵風(fēng)機(jī)振動(dòng)值，其中2005年2月3日的振動(dòng)值由MCV-061B測(cè)得，9月12日的振動(dòng)值由EMC-2000B測(cè)得。4故障分析與定位4.1 振動(dòng)值分析1、 從振動(dòng)數(shù)值上來(lái)看，2號(hào)爐前除塵風(fēng)機(jī)各個(gè)測(cè)點(diǎn)振動(dòng)值都已超過(guò)設(shè)備注意狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)，尤其是3測(cè)點(diǎn)振動(dòng)值遠(yuǎn)大于異常狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)。 2、 對(duì)設(shè)備電機(jī)、風(fēng)機(jī)底腳緊固螺栓進(jìn)行測(cè)試后確定其沒(méi)有松動(dòng)、受力嚴(yán)重不均的情況。3、 使用2130振動(dòng)測(cè)試分析儀對(duì)聯(lián)軸器兩端振動(dòng)相位差進(jìn)行測(cè)試，確定聯(lián)軸器對(duì)中良好（在傳感器反向放置的情況下，軸向相

6、位差為163º；在傳感器同向放置的情況下，水平相位差為24º）。4、 根據(jù)上述情況，初步估計(jì)3測(cè)點(diǎn)存在故障的可能性較大。4.2振動(dòng)信號(hào)分析1、 從設(shè)備各測(cè)點(diǎn)軸向振動(dòng)頻譜看，無(wú)論電機(jī)兩側(cè)還是風(fēng)機(jī)兩側(cè)，128.75Hz及其2倍頻258.13Hz都是主要頻率，其中3測(cè)點(diǎn)頻譜中128.75Hz和258.13Hz頻率的振動(dòng)能量最大（分別是6.37、3.33），而與3測(cè)點(diǎn)距離最遠(yuǎn)的1、4測(cè)點(diǎn)，其頻譜中上述兩頻率的能量最小。設(shè)備各測(cè)點(diǎn)其他方向的振動(dòng)頻譜也反映了類(lèi)似現(xiàn)象。2、 3測(cè)點(diǎn)振動(dòng)頻譜中除128.75Hz及其2倍頻258.13Hz外，還有10Hz的低頻振動(dòng)，而且振動(dòng)能量最大。 3、

7、128.75Hz與風(fēng)機(jī)軸承外圈故障頻率理論值128.41Hz高度吻合，可以判定就是軸承故障頻率。4、 4個(gè)測(cè)點(diǎn)中3測(cè)點(diǎn)軸承沖擊值異常。5、 上述情況說(shuō)明3測(cè)點(diǎn)軸承外圈存在嚴(yán)重異常磨損導(dǎo)致強(qiáng)烈振動(dòng)，使3測(cè)點(diǎn)成為引起整個(gè)機(jī)組異常振動(dòng)的震源。05年9月12日2號(hào)爐前除塵風(fēng)機(jī)各測(cè)點(diǎn)軸向振動(dòng)頻譜圖5結(jié)論根據(jù)2號(hào)爐前除塵風(fēng)機(jī)振動(dòng)數(shù)據(jù)和頻譜特征，我們做出最后結(jié)論：風(fēng)機(jī)負(fù)荷側(cè)軸承外圈存在嚴(yán)重異常磨損，已引起整個(gè)機(jī)組振動(dòng)異常，必須馬上停機(jī)更換。6檢修與驗(yàn)證現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備管理人員采納了我們的建議，并于當(dāng)日對(duì)風(fēng)機(jī)負(fù)荷側(cè)軸承進(jìn)行了更換。檢修結(jié)果與我們的判斷完全一致。上圖為9月12日更換下的風(fēng)機(jī)負(fù)荷側(cè)失效軸承照片7檢修后的跟

8、蹤與故障的最終判定05年9月13日，檢測(cè)公司技術(shù)人員使用MCV-021和EMC-2000B對(duì)檢修后的風(fēng)機(jī)進(jìn)行了跟蹤測(cè)試，振動(dòng)數(shù)據(jù)如下表：測(cè)點(diǎn)方向振動(dòng)速度平均值振動(dòng)速度有效值軸承沖擊平均值軸承沖擊平均值MCV-021EMC-2000BMCV-021EMC-2000B01V0.280.350.260.40H0.320.360.430.58A0.800.940.200.3102V0.620.840.601.32H0.500.470.511.00A1.051.040.480.9803V0.622.501.500.46H0.913.700.700.64A0.915.100.731.4104V0.782.

9、091.700.68H0.721.500.500.48A1.002.500.390.82上表為2005年9月13日2號(hào)爐前除塵風(fēng)機(jī)更換軸承后的振動(dòng)值從上表可以看出MCV-021和EMC-2000B測(cè)定的設(shè)備振動(dòng)值有差異，尤其是風(fēng)機(jī)兩側(cè)的振動(dòng)值。根據(jù)兩種儀表性能差異，我們懷疑3、4測(cè)點(diǎn)存在頻率超過(guò)250Hz的振動(dòng)，而且能量較大。通過(guò)查看設(shè)備振動(dòng)頻譜（見(jiàn)下圖），證實(shí)了我們的想法。風(fēng)機(jī)負(fù)荷側(cè)軸向振動(dòng)信號(hào)以750Hz至850Hz的高頻為主，風(fēng)機(jī)自由側(cè)振動(dòng)信號(hào)以128.75Hz、 258.13Hz為主（1倍和2倍的風(fēng)機(jī)軸承故障頻率）。05年9月13日2號(hào)爐前除塵風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)兩側(cè)軸向振動(dòng)頻譜圖根據(jù)風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)，風(fēng)

10、機(jī)內(nèi)氣流不穩(wěn)產(chǎn)生高頻振動(dòng)的可能性最大。現(xiàn)場(chǎng)檢修記錄顯示9月10日2號(hào)爐前除塵風(fēng)機(jī)剛剛做過(guò)葉輪探傷，并更換過(guò)風(fēng)機(jī)自由側(cè)軸承。這就排除了風(fēng)機(jī)葉輪裂紋和風(fēng)機(jī)自由側(cè)軸承本體存在故障的可能性。從9月10日、12日分別更換下來(lái)的風(fēng)機(jī)自由側(cè)、負(fù)荷側(cè)軸承失效情況來(lái)看，風(fēng)機(jī)軸承肯定沿軸向單邊受力，造成雙列調(diào)心球軸承外圈滾道一側(cè)（而且是同一側(cè)）出現(xiàn)嚴(yán)重的溝形剝落（見(jiàn)附圖）。上圖為9月10日更換下的風(fēng)機(jī)自由側(cè)失效軸承照片根據(jù)設(shè)備聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)類(lèi)型、失效軸承溝形剝落位置我們排除了因聯(lián)軸器安裝問(wèn)題造成此異常軸向力的可能性。在仔細(xì)察看2#爐前除塵風(fēng)機(jī)后，我們發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)自由側(cè)軸承端蓋與軸承座端面存在8mm寬的間距，這說(shuō)明自由側(cè)軸

11、承與端蓋之間沒(méi)有游隙，這與正常安裝情況嚴(yán)重不符。依照上述情況綜合考慮，我們認(rèn)為風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子安裝時(shí)中心偏風(fēng)機(jī)自由側(cè)，引起風(fēng)機(jī)兩側(cè)喇叭口與罩殼喇叭口間距嚴(yán)重不等（自由側(cè)的間距小，負(fù)荷側(cè)的間距大），導(dǎo)致進(jìn)氣口壓差產(chǎn)生異常軸向力使雙列軸承單邊受力，最終造成風(fēng)機(jī)軸承過(guò)早失效。我們的判斷得到了現(xiàn)場(chǎng)檢修人員的證實(shí)。9月12日，現(xiàn)場(chǎng)檢修人員按照標(biāo)準(zhǔn)完成聯(lián)軸器和風(fēng)機(jī)負(fù)荷側(cè)軸承安裝后發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)自由側(cè)軸承座側(cè)端蓋無(wú)法正常裝入軸承座內(nèi)，而風(fēng)機(jī)兩側(cè)喇叭口與罩殼喇叭口間距也有較大差異。在嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)安裝后2#爐前除塵風(fēng)機(jī)為何還存在偏移，對(duì)此我們做了如下推斷：若僅僅是風(fēng)機(jī)自由側(cè)軸承座基礎(chǔ)定位不準(zhǔn)可能造成自由側(cè)軸承座側(cè)端蓋無(wú)法正常裝入軸承座內(nèi)，但不可能造成風(fēng)機(jī)兩側(cè)喇叭口與罩殼喇叭口間距的差異，而只