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摘要利用COMMTEST公司VB3000振动分析仪,对风机进行振动监测,通过频谱分析、信号处理等方法作出振动异常部位严重程度的判断以及故障原因的分析,最后提出排除故障的建议与措施。
关键词风机振动 频谱 故障诊断
中图分类号:TH11文献标识码:A
1 概述
离心式料仓风机是部门的主要生产设备,一旦该风机出现故障引起停车,将对整个生产线造成很大影响。因此,工艺人员要格外关注此风机各项指标的变化,发现异常现象进行分析和处理、判断及对故障原因的分析,并提出排除故障的建议与措施。
2 振动测试与分析
2.1 测试分析系统
测试分析系统图如图1所示。
图1测试分析系统
(1)传感器:CTC-AC102-1A加速度传感器;(2)数据采集器:COMMTESTVB3000;(3)振动分析软件:Ascent2006level3高级诊断系统。
2.2风机主要参数
(1)功率:31.5kW;(2)电机转速:2986r/min;(3)风机转速:3195r/min。
2.3风机测点布置
风机测点布置图如图2所示。
图2测点布置图
风机布置4个测点(图2),其中测点3和4为3个方向,即Horizontal水平、Vertical垂直和Axial轴向。
2.4 测试结果
料仓风机各测点振动数据如表1所示。
2.5诊断分析意见
(1)振动值的分析:从表1数据可以看出,整台风机总体振动状态均偏大,最大4H达到36.129mm/s,一般也在10～32mm/s左右,属于超标运行。
表1料仓风机各测点振动总值
(2)振动频谱分析:从所得到的频谱中可以看出,所有测点的频谱均在52.28Hz基频左右,风机一阶转频分量占总振动量的90%以上,电机端振动没有出现明显的故障特征频率,且总振动值也不大。
(3)风机两个轴承振动大的原因分析和判定:如图2所示,该风机悬臂式,悬臂转子可产生一阶转速频率的轴向力,引起轴向振动,从振动数据上看,3A=18.302mm/s,4A=17.314mm/s,就说明这个现象。风机主转速频率占主要因素,说明风机存在转子—叶片不平衡。从表1的数据也可以初步判断,该风机的两个轴承在这种较大能量的振动下,出现了故障。并且多次出现了基频能量的倍频及谐波频率,可证实轴承已经出现故障。电机无明显缺陷,高频部分无明显频率分量,可排除电机影响。
(4)整改建议:①对风机转子—叶轮现场做动平衡。②对风机测点3、4处的两轴承进行更换。
2.6整改结果
由于生产的需要和现场工作条件的限制,不能马上作现场动平衡,只有先对风机的轴承情况进行检查,打开轴承盖后,发现轴承内圈有明显的磨痕,且保持架有松动的迹象,决定先更换轴承。表2是轴承更换后所测得的振动数据。
表2轴承更换后的振动数据
从表2可以明显看出,更换轴承后振动降低了一些,其平均降幅达45%左右。但是从数据和频谱上分析,主振源问题还是存在,3H、3A、4H、4A等测点的振动能量总值还是偏大,要从根本上解决振动超标,必须做现场动平衡。
3现场动平衡
(1)动平衡仪器:专业动平衡仪;速度传感器2个;红外光点基准信号;相位传感键相计;反光贴纸。
(2)测点布置图如图3所示。
图3测点布置图示意
在Ⅰ支承和Ⅱ支承上各放一个速度传感器,在相位光点处放一个相位传感键相计。
(3)动平衡后的振动数据如表3所示。
表3动平衡后的振动数据
4结论与建议
(1)对主振动源风机转子进行现场动平衡,效果十分明显。从整体效果考察,振动总能量值从异常状态下的3H=32.788降至2.92mm/s;3V=10.853降至3.49mm/s;3A=18.302降至3.11mm/s;4H=36.129降至3.16mm/s;4V=10.632降至2.82mm/s;4A=17.314降至4.05mm/s。
(2)风机振动异常根本原因是风机转子有静不平衡的存在,由于是悬臂结构,首先恶化外支承轴承,其次恶化风机端轴承,因此更换轴承也是必要的。
(3)运用各种状态监测仪器对设备故障进行精密诊断,为检修人员提供准确的指导,可以降低设备运行的安全风险,为稳定生产提供科学安全的保障。
(4)对这种形式的风机今后在运行过程中应定期加强跟踪检测,及时掌握运行状态,了解设备劣化趋势。
关键词风机振动 频谱 故障诊断
中图分类号:TH11文献标识码:A
1 概述
离心式料仓风机是部门的主要生产设备,一旦该风机出现故障引起停车,将对整个生产线造成很大影响。因此,工艺人员要格外关注此风机各项指标的变化,发现异常现象进行分析和处理、判断及对故障原因的分析,并提出排除故障的建议与措施。
2 振动测试与分析
2.1 测试分析系统
测试分析系统图如图1所示。
图1测试分析系统
(1)传感器:CTC-AC102-1A加速度传感器;(2)数据采集器:COMMTESTVB3000;(3)振动分析软件:Ascent2006level3高级诊断系统。
2.2风机主要参数
(1)功率:31.5kW;(2)电机转速:2986r/min;(3)风机转速:3195r/min。
2.3风机测点布置
风机测点布置图如图2所示。
图2测点布置图
风机布置4个测点(图2),其中测点3和4为3个方向,即Horizontal水平、Vertical垂直和Axial轴向。
2.4 测试结果
料仓风机各测点振动数据如表1所示。
2.5诊断分析意见
(1)振动值的分析:从表1数据可以看出,整台风机总体振动状态均偏大,最大4H达到36.129mm/s,一般也在10～32mm/s左右,属于超标运行。
表1料仓风机各测点振动总值
(2)振动频谱分析:从所得到的频谱中可以看出,所有测点的频谱均在52.28Hz基频左右,风机一阶转频分量占总振动量的90%以上,电机端振动没有出现明显的故障特征频率,且总振动值也不大。
(3)风机两个轴承振动大的原因分析和判定:如图2所示,该风机悬臂式,悬臂转子可产生一阶转速频率的轴向力,引起轴向振动,从振动数据上看,3A=18.302mm/s,4A=17.314mm/s,就说明这个现象。风机主转速频率占主要因素,说明风机存在转子—叶片不平衡。从表1的数据也可以初步判断,该风机的两个轴承在这种较大能量的振动下,出现了故障。并且多次出现了基频能量的倍频及谐波频率,可证实轴承已经出现故障。电机无明显缺陷,高频部分无明显频率分量,可排除电机影响。
(4)整改建议:①对风机转子—叶轮现场做动平衡。②对风机测点3、4处的两轴承进行更换。
2.6整改结果
由于生产的需要和现场工作条件的限制,不能马上作现场动平衡,只有先对风机的轴承情况进行检查,打开轴承盖后,发现轴承内圈有明显的磨痕,且保持架有松动的迹象,决定先更换轴承。表2是轴承更换后所测得的振动数据。
表2轴承更换后的振动数据
从表2可以明显看出,更换轴承后振动降低了一些,其平均降幅达45%左右。但是从数据和频谱上分析,主振源问题还是存在,3H、3A、4H、4A等测点的振动能量总值还是偏大,要从根本上解决振动超标,必须做现场动平衡。
3现场动平衡
(1)动平衡仪器:专业动平衡仪;速度传感器2个;红外光点基准信号;相位传感键相计;反光贴纸。
(2)测点布置图如图3所示。
图3测点布置图示意
在Ⅰ支承和Ⅱ支承上各放一个速度传感器,在相位光点处放一个相位传感键相计。
(3)动平衡后的振动数据如表3所示。
表3动平衡后的振动数据
4结论与建议
(1)对主振动源风机转子进行现场动平衡,效果十分明显。从整体效果考察,振动总能量值从异常状态下的3H=32.788降至2.92mm/s;3V=10.853降至3.49mm/s;3A=18.302降至3.11mm/s;4H=36.129降至3.16mm/s;4V=10.632降至2.82mm/s;4A=17.314降至4.05mm/s。
(2)风机振动异常根本原因是风机转子有静不平衡的存在,由于是悬臂结构,首先恶化外支承轴承,其次恶化风机端轴承,因此更换轴承也是必要的。
(3)运用各种状态监测仪器对设备故障进行精密诊断,为检修人员提供准确的指导,可以降低设备运行的安全风险,为稳定生产提供科学安全的保障。
(4)对这种形式的风机今后在运行过程中应定期加强跟踪检测,及时掌握运行状态,了解设备劣化趋势。