王 迪王 濤程劍鋒徐向民

（1.克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院 新疆獨山子 2.獨山子石化公司煉油廠 新疆獨山子）

1.概述

某化工廠氣分裝置中1臺沈陽天達廠生產(chǎn)的2級懸臂式離心泵，型號TDL3334.235*2，驅(qū)動端軸承型號7311，非驅(qū)動端軸承型號N311。在2012年12月26日正常巡檢中，振動監(jiān)測數(shù)據(jù)采集發(fā)現(xiàn)該泵振動嚴重超標，而上一次12月13日采集的數(shù)據(jù)正常，兩次采集數(shù)據(jù)見表1。

根據(jù)ISO2372標準并結(jié)合工廠的實際情況，各項參數(shù)設(shè)置的報警區(qū)間為：該泵振動烈度（速度有效值）0～4.5 mm/s為運行良好，4.5～7 mm/s為運行一般，7～11 mm/s為黃色警告，＞11 mm/s為紅色警告；該泵加速度有效峰值在0～30 m/s2為運行良好，30～40 m/s2為黃色警告，＞40 m/s2為紅色警告；該泵加速度沖擊尖峰能量＞0.5 gIE，有較大沖擊振動即報警。

從表1報警區(qū)間可以看出，12月13日機泵振動幅值正常；12月26日振動加速度有效峰值和加速度沖擊gIE值均超過了紅色報警值，可以判斷故障發(fā)展很快；數(shù)據(jù)顯示速度有效值有所上升，但沒有超過黃色報警值，在正常范圍。由此推斷泵體振動不是由漸進不平衡如流道結(jié)垢、局部腐蝕等引起的，而是由突發(fā)性高頻沖擊振動引起。

2.診斷分析

（1）速度分析。觀察12月26日測點3H的速度波形圖及頻譜（圖1），可以發(fā)現(xiàn)時域波形存在一個周期性重復(fù)的沖擊能量即沖擊振動，呈現(xiàn)非對稱形態(tài)；頻譜圖中幅值沒有超標，主要以基頻及其諧波為主，且1倍頻占主要。

從測點3V的速度波形圖及頻譜（圖2）可以發(fā)現(xiàn)，時域波形明顯存在一個周期性重復(fù)的沖擊能量，呈現(xiàn)很強的非對稱形態(tài)。觀察其頻譜發(fā)現(xiàn)振動幅值比水平方向較高但并沒有超標，頻譜幅值也主要以基頻為主。通過測點3H和3V的頻譜分析,基本可排除不平衡、不對中、彎曲等轉(zhuǎn)子故障，從時域波形圖上看，可能存在一個周期性的沖擊振動。

表1 2012年12月13日和26日振動數(shù)據(jù)

圖1 測點3H速度波形圖及頻譜圖

圖2 3V速度波形圖及頻譜圖

（2）加速度分析。從測點3V的加速度波形及頻譜（圖3）可以發(fā)現(xiàn)，加速度波形圖存在沖擊能量高點，在高頻振動區(qū)域（2～4.5 kHz）有大量幅值譜存在，且振動值都比較大。

從測點4V的加速度波形及頻譜（圖4）可以發(fā)現(xiàn)，加速度波形同樣存在沖擊能量高點幅值低于測點3，同樣在高頻振動區(qū)域（2～4.5 kHz）有大量幅值譜存在。通過測點3V和測點4V加速度頻譜圖,可以看出，其振動主要來自高頻振動。根據(jù)經(jīng)驗所知，此區(qū)域的振動主要是由軸承或齒輪高頻振動引起，因此可判斷該泵的振動可能是軸承故障引起，并且驅(qū)動端軸承故障較非驅(qū)動端可能更嚴重，詳細故障原因還要進行包絡(luò)頻譜分析。

圖3 3V加速度波形圖及頻譜圖

圖4 4V加速度波形圖及頻譜圖

在包絡(luò)頻譜圖中標記出內(nèi)圈、外圈、保持架、滾動體的故障特征頻率（圖5）?？梢钥闯霰３旨芄收咸卣黝l率（20.4 Hz）的10倍頻（204 Hz）剛好處在最高的譜峰處。軸承其他零部件內(nèi)圈、外圈及滾動體的故障特征頻率及其諧波沒有明顯的峰值。

3.檢修處理

由上分析可以判斷該懸臂式離心泵振動較大的原因是軸承發(fā)生了故障，而且可能是保持架發(fā)生斷裂，建議立即停機檢修。

圖5 3V包絡(luò)頻譜圖

2012年12月27日對離心泵進行解體檢修，拆卸驅(qū)動端軸承壓蓋，發(fā)現(xiàn)潤滑油已經(jīng)發(fā)黑變質(zhì)且有一些黑色沉淀物在軸承箱中，7311軸承已經(jīng)損壞，黃銅保持架已經(jīng)斷裂成三瓣。究其原因可能是由于潤滑變質(zhì)，導(dǎo)致軸承潤滑及冷卻不良，最后引起保持架斷裂。更換軸承，清洗軸承箱，倒入新潤滑油，該泵運轉(zhuǎn)狀況良好，故障解除，此次預(yù)知性維修有效。

4.結(jié)語

此次維修說明，雖然泵的振動烈度沒有超標，但是軸承已經(jīng)發(fā)生了嚴重損壞，如果發(fā)現(xiàn)不及時可能會造成泵體更大的傷害。對設(shè)備振動故障進行判斷時，應(yīng)結(jié)合振動烈度，加速度有效峰值和加速度沖擊gIE值來看，而不能單純的通過一個幅值大小來判斷設(shè)備的運行好壞。通過分析速度和加速度波形圖、頻譜圖及包絡(luò)頻譜圖，可以對離心泵軸承故障進行原因和部位的預(yù)知性判斷。

1 張梅軍.機械狀態(tài)檢測與故障分析[M].北京:國防工業(yè)出版社,2008

2 張健.機械故障診斷技術(shù)[M].北京:機械工業(yè)出版社.2011

3 王江峰.卸船機臺車車輪軸承故障檢測與診斷系統(tǒng)的研制[D].浙江大學(xué),2006

4 張豐.高頻包絡(luò)譜分析技術(shù)在滾動軸承故障診斷中的應(yīng)用[J].中國設(shè)備工程,2012,(11):53-55