宋應鷹
（江（jiāng）銅貴溪冶煉廠，江（jiāng）西貴溪　335424）

　　摘　要：應用PMS設備狀態巡（xún）檢係統，綜合分析了雙（shuāng）吸（xī）式離（lí）心泵振動異常（cháng）的原因和故障發展的趨勢。為離心泵（bèng）維修提早做好（hǎo）了充分準備。處理後的離心泵恢複（fù）正常運（yùn）行狀態，避（bì）免了事故的發生，並節約了大量的（de）人力、物力和維修時間，實現了（le）有計劃、有針對性的點檢定修。
　　關鍵詞：離心泵；滾動軸承；振動；峭度；特征頻率（lǜ）
　　1　設備概況（kuàng）
　　雙吸式離心泵在現代工業中的應用十分廣泛和重要，貴（guì）冶製氧車間循環水係統共有5台大型雙吸式離心清水泵，型號（hào）分別是3台500S-59B型和2台600S-32型，其結構基本相同。
　　循環水3台500S-59B型離（lí）心泵2開（kāi）1備，其（qí）中3#泵已連續運行兩年多，今年（nián）泵聯軸節側軸承軸承座Z大（dà）振動一直維持在35μm，自由端軸承軸承座Z大振動一直（zhí）維持在15μm。2011年5月11日點檢發現，泵軸承座振動有明（míng）顯增大，聯軸節側軸承（chéng）、自由端軸承軸承（chéng）座振動（dòng）分別達到了50μm和30μm，自（zì）由端也出現與往常不同（tóng）的異常音響。5月（yuè）13日（rì）停泵檢修，計劃更換兩軸承，揭蓋吊出泵軸清洗兩軸承後檢查發現：自（zì）由端軸承保持架斷裂，聯軸節（jiē）側軸承未見異常。
　　由於該（gāi）泵出口閥門無法關嚴密，檢修時不斷有大量水從泵體湧出。故（gù）當日僅更換自由端軸承，同時（shí）對（duì）聯軸節軸承的潤滑脂（zhī）進行（háng）了更新。檢修後投入運行，軸承溫度及音響正常，但（dàn）振動僅下降了10μｍ。運行日後聯軸節側軸承、自由端軸承軸承座振動緩慢下降（jiàng）並維持在30-35μm和18-20μm。
　　2　現場測試及診斷分析
　　2011年5月貴冶在製氧等（děng）三個單位進行（háng）PMS設備狀態（tài）巡檢係統試點，6月（yuè）製氧PMS係（xì）統投入使用。由於3#循環水泵振動雖然（rán）較穩定但一直（zhí）稍大，因（yīn）此（cǐ）被列入（rù）監測。
　　2.1 測試方案（àn）
　　循環水（shuǐ）泵的結構簡單，振動的特征（zhēng）頻率也並不複雜，因而振動測（cè）試分（fèn）析方法對水泵來說（shuō）是非常（cháng）有效的。使用儀器HY-106C振動分析儀，設備簡（jiǎn）圖及測點圖如圖1所示。 　　2.2 幅域分析
　　在信（xìn）號（hào）的幅值上進行各種處理，即對信號的時域進行統計分析稱為幅域分析。通過連續跟蹤監測，結（jié）合IS02372振動速度判別標（biāo）準，該泵3Av、3Hv、3Vv測點一直預警或報警，如圖2所示，而同時其他各測點振動值正常，測點3的振動速度超過“C”級振動（dòng）強度（dù）等級7.1mm/s，屬於“不滿意”狀態，說明處於不（bú）良的運行狀態。 　　進一步看各測點加速度值（zhí），如圖3所示，3#測點加速度明顯較大。再從3Va加速度譜（圖4），有（yǒu）明顯衝擊信號，初（chū）步判斷3#軸承故障。 　　時域無量綱峭度指標是歸一化（huà）的4階中心矩，即對振動幅（fú）值進行4次方處理（lǐ），反映波形的尖峭程度、有無衝（chōng）擊。監測（cè）峭度隨時（shí）間的變（biàn）化趨勢（shì），一般經驗認為，滾動軸承正常時，峭度大約為（wéi）3；軸承出現損傷並發展時，峭度明顯增大，甚（shèn）至可達到幾十；故（gù）障嚴重時，峭度（dù）再（zài）次回落到3附近。蛸度指標對早期的衝（chōng）擊類型故障比較敏感。通過（guò）監測，峭度在7月初有明顯（xiǎn）上升，10日（rì）後回落，因此我（wǒ）們確認軸承損（sǔn）傷加（jiā）劇，如圖5所示。 　　2.3 頻譜分析
　　通過以上幅域分析，了解了設備目前的工作狀態，初步（bù）確定了3#軸承故障。但是，幅域分析方法（fǎ）無法（fǎ）定位發生故障的具體位置，進一步對信號進行頻（pín）譜分析，通（tōng）過提取故障頻率成分，從而確認引發故障的（de）零部件。
　　設備的主要（yào）參數：電機轉速987r/min=16.45Hz、電機（jī）功率315kW、泵軸承型號NSK6316。
　　軸承特征頻（pín）率如下（xià）：
　　轉頻：16.45Hz：保持架頻率：6.3Hz；滾動體頻率：34.1Hz；外圈頻率：80.8Hz：內圈頻（pín）率：50.8Hz。
　　當滾動軸承發（fā）生損傷類故（gù）障時，就要產生低頻衝擊和振動，產生高（gāo）頻（pín）共（gòng）振波（bō）。利用運轉軸承中故障的低（dī）頻衝擊所產（chǎn）生的高頻分量，激起高頻諧振器（傳感器）的共振（zhèn），再（zài）對高頻共振波進行解調處理，獲得—個剔除了（le）低頻振動幹擾（rǎo），但富含故障信息的共振解調波。通過對此共振解調波的幅值和頻譜的分析，就可以在故障特征頻率及（jí）其倍頻處看到清楚的譜峰，而不含故障衝擊的信號卻不（bú）會在共振解調波的頻（pín）譜圖中（zhōng）出現（xiàn）譜峰，因此很輕易確定故障發生的部位。對3#加速度頻譜進行共振解調（diào），如圖6所示。 　　圖6中6.3Hz對（duì）應軸承的保持架特（tè）征頻率，31.3Hz對應（yīng）軸承的滾動體特征（zhēng）頻率，50.0Hz對應（yīng）軸承內圈（quān）特征頻率，考慮到根據軸轉速和軸承幾何（hé）尺寸計算出的故障特征頻率與（yǔ）實際解（jiě）調頻譜（pǔ）中的故障特征頻率之間，由於（yú）譜分析分辨率（lǜ）的原因而存在差異。所以實際（jì）診斷（duàn）時存在一個頻率誤（wù）差。可（kě）以（yǐ）斷定，該泵聯軸節側軸承內圈、滾動體和保持架存在缺陷，應在密切跟蹤監測下盡快安排計劃性檢修。
　　3　故障隱患處理及（jí）維修後運行情況
　　7月27日解體檢修，發現此處軸承內滾道出現明（míng）顯（xiǎn）幾處凹坑。另部分滾珠和保持架也有輕微損（sǔn）傷。
　　更換此軸承後試泵正（zhèng）常，投入使（shǐ）用（yòng）後用巡檢（jiǎn）儀（yí）現場采集振動數據（jù），泵3H、3V、3A測點振動值顯（xiǎn）著（zhe）下降（jiàng），運行狀況非常好，如圖7所示。同（tóng）時從瀑布圖上（shàng）也可清晰（xī）看出，該軸承頻譜在（zài）檢修前後的顯著變化，如圖8所示。 　　4　結束語
　　此（cǐ）次應用PMS係統對離心泵的滾動軸承進行故障分析，相對以往的用簡單測（cè）振儀來判（pàn）斷此類故障具有較明顯的技術優勢（shì），更易實現有效可靠（kào）的計劃性檢修。也希望借此能為該（gāi）類設備的預知性維修提供一些（xiē）經（jīng）驗，避免突發性設備（bèi）事故的發生（shēng），保證設備的安全運行。
　　【參考文獻】
　　【1】沈慶根,鄭水英.設備故障診斷[M].北京:化學工業出（chū）版社.2006.
　　【2】臨英誌.設備狀態監測與故障診斷技術[M].北京:北京大學出版社.2007.