《破碎機軸承位燒損故障的時域指標診斷》

摘  要：設備故障診斷是保證設備正常運行，避免突發性設備事故造成損失的一種非常有效的手段。本文著重介紹時域指標在破碎機滾動軸承故障診斷中的應用。

關鍵詞：滾動軸承；時域指標；故障診斷

武鋼焦化公司PCK型破碎機結構示意圖如圖1所示。

各項主要參數見表1

一、存在的問題

       破碎機轉子主頻高達750r/min，工作機沒有減速過程，轉速高，沖擊負荷大，因此，盡管以3個月為周期定修，仍難造成軸承故障，比如軸承抱死，主軸磨損，主軸損傷，以保證設備不出故障。1997年曾發生一臺PCK1416破碎機外端軸承位燒損，液力耦合器炸裂、轉子軸頸磨細的惡性設備事故，不得不采用轉子軸修復和軸磨損維修。

       加大點檢密度、提高點檢質量、量化分析點檢結果并采取相應措施成為穩定破碎機工況、降低設備故障的重要措施。

       2004年，我公司全 面推廣巡檢儀和設備狀態點檢管理系統，經過一段時間的實踐，發現應用時域指標分析破碎機滾動軸承故障效果很好。

二、時域指標的綜合運用

       峭度指標對沖擊脈沖比較敏感，有關資料說明，設備正常運行時，峭度指標一般大約為3.5。我們所監測的八臺錘式破碎機，從歷史數據中發現，設備處于負載狀態時，裕度指標、脈沖與峭度指標一般沒有明顯變化；空載狀態下，脈沖與峭度指標對軸承故障有明顯反映，如果脈沖、峭度、裕度指標同時增大，說明破碎機軸承已出現故障隱患，需提高警惕。

       我們利用時域指標診斷，從2004年10月至今，成功捕捉到新1#、老1#破碎機軸承故障，從而避免了類似1997年的惡性事故。

三、案例分析

        1．新1#破碎機

        所屬部門：備煤車間；設備編號：202313101；測點編號：4V-a；運行速度：750r/min；采樣頻率：12.8kHz。

檢修前時域波形見圖2。

檢修后時域波形見圖3

表2  故障前、發生故障時和檢修后該測點軸承加速度指標比較表

      2004年10月26日和2004年12月20日三項時域指標的比較，表明軸承可能已磨損，特別是峭度指標偏離正常值較多。2005年元月檢修時，發現軸承內環磨損嚴重。更換軸承后，各項時域指標均有明顯回落。經過一段時間的磨合運行，峭度指標在2005年2月3日達到3.19，回到正常水平。

       從趨勢圖（圖4）上也可以看出該軸承加速度在測量值在故障前、發生故障時和檢修后的變化，可以驗證用時域波形和時域指標分析滾動軸承故障的可靠性和實用性。

2．老1#破碎機

       所屬部門：備煤車間；設備編號：202312111；測點編號：3V-a；運行轉速：750r/min；采樣頻率：12.8kHz；

檢修前時域波形見圖5。

檢修后時域波形見圖6。

表3 故障前、發生故障時和檢修后

檢修前、后時域波形的對比分析可以看出：（1）加速度測量值檢修前為141.10m/s2，檢修后為41.80m/s2；  （2）峭度指標，檢修前為8.16，檢修后為2.69；（3）檢修前時域波形出現明顯沖擊信號；（4）檢修前裕度指標已達6.07，檢修后為3.87。

       通過以上各指標的對比，可以明顯看出軸承磨損比較嚴重。此后，又對該點進行了四次檢測，發現各項指標均在高位運行。2005年2月時檢修，發現軸承滾珠、內環均磨損嚴重。更換軸承后，峭度指標從2004.12.20到2005.03.10的變化趨勢如圖7所示。

四、小結

       通過歷史數據與軸承故障對比可以看出，只有設備處在空載狀態下，時域指標才有明顯的特征變化，能夠正確反映軸承故障；在負荷狀態下，時域指標能反映故障總體趨勢，但局部有起伏。必要時，應結合倒譜、共振解調等手段進一步確認。軸承故障的時域診斷zui大的優勢是不依賴設備運行轉速與軸承的技術參數，簡單實用，在大型破碎機的故障診斷中有明顯優勢。

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