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一種易忽視的風(fēng)機(jī)隱患的診斷及處理，你了解嗎？

2019-03-26

秦學(xué)恒

　　01　機(jī)振動問題的發(fā)現(xiàn)
　　浙江臺州某水泥廠水泥粉磨系統(tǒng)中磨機(jī)尾排風(fēng)機(jī)型號：XY6D-DR2400F，水平布置，轉(zhuǎn)子兩端軸承座支撐(循環(huán)水冷卻)，電動機(jī)功率500kW，10kV，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子全速730r/min；變頻調(diào)速，工況轉(zhuǎn)速70％～80％。軸承型號：22230CA＼W33。風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)見圖1。

　　筆者在生產(chǎn)系統(tǒng)中開展設(shè)備狀態(tài)巡檢工作，正常一級巡檢時測量尾排風(fēng)機(jī)非負(fù)荷端軸承座振動值：垂直2.0mm/s，水平2.5mm/s，軸向1.2mm/s；按照設(shè)備振動烈度標(biāo)準(zhǔn)，屬于合格狀態(tài)。溫度45℃(循環(huán)水冷卻)，軸承聲音正常。在二級巡檢的主機(jī)波形采集檢查中，該部位的波形譜卻顯示異常(見圖2)，波形譜的頻率及幅值對應(yīng)表見表1。

　　波形譜是采集是某時刻的波形，轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)頻和振幅對應(yīng)坐標(biāo)數(shù)據(jù)圖。

　　因此在避峰停產(chǎn)期間對設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)檢查：

　　(1)對風(fēng)機(jī)內(nèi)部檢查：未發(fā)現(xiàn)進(jìn)風(fēng)口無磨損及間隙變化、軸彎曲、葉片損壞、結(jié)皮積料。

　　(2)拆開軸承座檢查：游隙正常、滾動體、保持架、內(nèi)外套無損壞和松動。

　　02　集數(shù)據(jù)進(jìn)行比對分析
　　風(fēng)機(jī)運(yùn)行過程中各部件參數(shù)理論計(jì)算數(shù)據(jù)見表2～3，分析測量和理論計(jì)算數(shù)據(jù)可知：

　　(1)滾動體過內(nèi)圈的計(jì)算頻率與測量采集的轉(zhuǎn)頻相差0.6Hz；同時對應(yīng)振動幅值數(shù)據(jù)中Z高；

　　(2)滾動體過內(nèi)外圈計(jì)算頻率和滾動體過內(nèi)外圈計(jì)算頻率與測量采集的轉(zhuǎn)頻相差約5Hz左右，振動幅值是Z大幅值62.5％；

　　(3)內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)計(jì)算頻率與測量采集的轉(zhuǎn)頻相差約4Hz；振動幅值是Z大幅值50％；

　　(4)滾動體旋轉(zhuǎn)計(jì)算頻率與測量采集的轉(zhuǎn)頻相差約4.6Hz；振動幅值是Z大幅值75％。

　　由波形譜數(shù)據(jù)結(jié)合現(xiàn)場情況分析，存在一種因素使得滾動體在內(nèi)、外套相互運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生故障振動。打開軸承座檢查，排除了內(nèi)、外圈松動和內(nèi)、外圈滑道損壞情況。因此這種因素使得軸滾動體過內(nèi)圈轉(zhuǎn)頻產(chǎn)生的固有振動值增大或者被“放大”。

　　檢查設(shè)備安裝以來的維修記錄，該設(shè)備已進(jìn)行過多次檢修和搶修，進(jìn)行過更換損壞軸承，更換風(fēng)機(jī)葉輪等項(xiàng)目，在檢修方法上采取過使用割炬來切割軸承。因此軸表面可能存在一定損傷，同時因拆裝、打磨原因，軸表面局部也會存在尺寸減小情況。后期檢修拆除軸承時，發(fā)現(xiàn)軸的裝配表面有損傷，見圖3。

　　以上可以看出在軸承內(nèi)套與軸裝配方面：局部保留過渡配合，局部存在間隙配合，軸承與軸內(nèi)接觸面已經(jīng)產(chǎn)生了局部“虛、空”，且個別區(qū)域出現(xiàn)“點(diǎn)接觸”狀態(tài)。因此會出現(xiàn)以下情況：

　　(1)軸表面的局部缺陷，可能導(dǎo)致運(yùn)轉(zhuǎn)中軸承內(nèi)套在軸表面“抖動”(即垂直、水平、軸向存在微量的位移)，在停機(jī)后常規(guī)檢查中又不容易被發(fā)現(xiàn)。

　　(2)“虛、空”的部位可能導(dǎo)致“敲鼓”效應(yīng)，即滾動體在內(nèi)、外滾道運(yùn)轉(zhuǎn)中的固有振動值被放大，通過常規(guī)巡檢的聽、摸、看方式，難以發(fā)現(xiàn)。

　　03　故障處理
　　3.1軸表面損傷在線修復(fù)方法選擇

　　(1)電刷鍍修復(fù)。優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)在線修復(fù)，但施工周期較長。電刷鍍工藝其刷鍍涂層受到磨損量的限制，一般電刷鍍涂層刷鍍厚度<0.2mm。當(dāng)磨損量>0.2mm時，其刷鍍效率將成倍下降，且刷鍍層過厚時，使用過程中刷鍍層易脫落，使用壽命短。

　　(2)“福世藍(lán)技術(shù)”修復(fù)。金屬修補(bǔ)劑配合定位模具，對軸損傷部位修形。優(yōu)點(diǎn)是粘結(jié)強(qiáng)度結(jié)合尺寸配合，施工周期較短，適用于搶修，金屬修補(bǔ)劑強(qiáng)度壽命大約3～4年。但對軸承裝配部位盡量一次性使用，再次更換過程需要重新施工處理。

　　(3)脈沖焊接修復(fù)。脈沖電流對鋼片包裹軸表面冷熔焊修復(fù)，優(yōu)點(diǎn)對軸影響較小，對于軸表面整體接近均勻磨損的修復(fù)效果較好。

　　(4)補(bǔ)焊機(jī)加工修復(fù)。補(bǔ)焊(含激光熔敷)、機(jī)加工修復(fù)是修復(fù)工藝中較好的方式，其特點(diǎn)是在線修復(fù)精度相對高。其缺點(diǎn)是對于小型設(shè)備的修復(fù)比較方便、實(shí)用，而對風(fēng)機(jī)、輥壓機(jī)、窯托輪等大型設(shè)備部件拆裝和運(yùn)輸成本較高，修復(fù)周期較長，大大影響企業(yè)的正常生產(chǎn)，增加維修維護(hù)成本。

　　(5)更換新部件。對于大型軸類磨損問題，采用更換的方式不僅成本高、且拆裝和運(yùn)輸周期長、綜合成本使企業(yè)難以接受，一般不予采用。

　　綜合考慮到工期、成本、維護(hù)等情況，我們決定選用第四種“在線焊補(bǔ)、加工”方案。

　　3.2在線焊補(bǔ)、加工準(zhǔn)備階段

　　(1)將修復(fù)端軸承座解體，拆卸上下座；先用千斤頂臨時支撐。

　　(2)安裝傳動裝置和變頻器；根據(jù)設(shè)備設(shè)計(jì)負(fù)荷，選用驅(qū)動減速機(jī)(擺線)和傳動鏈條、鏈輪。

　　(3)鋼平臺安裝：用10#～12#槽鋼焊接搭建牢固，調(diào)整安裝支撐裝置(用于安裝CA6140刀架總成)；該處剛度如不足將直接影響到加工的各項(xiàng)精度指標(biāo)。

　　(4)安裝托輪組：調(diào)整軸水平度接近0.02mm/m，使用框式水平儀分對稱四次測量；對軸進(jìn)行圓跳動打百分表復(fù)測，跳動值接近0.02mm。

　　(5)安裝中拖板，用百分表檢測調(diào)整，使得拖板與軸線的垂直度小于0.05mm。用超聲波儀器對軸肩、軸徑、表面探測缺陷，便于下一步分析處理。

　　3.3在線焊補(bǔ)、加工實(shí)施階段

　　(1)焊接工藝。二氧化碳保護(hù)焊選用D0.5焊絲，材質(zhì)：H08Si2MnA；試件焊接，調(diào)整匹配電壓、電流；匹配流量二氧化碳?xì)怏w。對焊、分段焊、慢速焊；焊道附近用測溫槍測溫度，控制60℃左右。

　　(2)加工工藝。焊補(bǔ)后軸冷卻至室溫，打磨光滑待加工面；粗加工車削后，用百分表測量軸圓跳動是否合格。(不合格重復(fù)上道工序)；精加工車削，表面粗糙度接近6.3級；同時保留出下道磨削工序的余量尺寸。跟刀架安裝電磨機(jī)，對軸精加工面進(jìn)行一次磨削；同時達(dá)到尺寸和粗糙度要求。使用百分表測量圓跳動，使用螺旋千分尺測量尺寸(多次)。

　　3.4修復(fù)后驗(yàn)收

　　修復(fù)后測量軸表面粗糙度為3.2-1.6級，軸直徑中150.04mm，開機(jī)后采集波形譜見表5。

　　軸表面修復(fù)以后，裝配好軸承等部件進(jìn)行空載試車，振動值在1.2-1.5mm/s范圍，系統(tǒng)生產(chǎn)后采集波形，從以上波形譜和表格可以看出振動幅值從2.376mm/s下降到1.657mm/s，其他頻率對應(yīng)的幅值也都有較大幅度下降。

　　04　結(jié)語

　　通過振動頻譜分析，可以查找出隱藏在合格數(shù)據(jù)背后的設(shè)備隱患；根據(jù)自身?xiàng)l件選用適合的維修方法，將設(shè)備隱患徹底處理。在設(shè)備專業(yè)巡檢工作方面：要不放過設(shè)備狀態(tài)的微小變化；進(jìn)行細(xì)致分析“對癥下藥”解決問題。

來源：《福建三明南方水泥有限公司》