王吉興
（勝利油（yóu）田石油化工總廠，山東東（dōng）營 257000）
摘 要：簡要介紹（shào）了振動分析技術在勝利油田石油化工總廠旋轉設備故障診斷中的幾個成功案例，內容包（bāo）括電機軟腳、電機軸承過電流、風機軸承安裝不當（dāng）和軸（zhóu）承跑（pǎo）內圈四個案例，其分析和診斷過程對（duì）設備故障診斷具有一定的參考價（jià）值。
關鍵詞：振動頻譜；滾動軸承；軟腳
作為現代設備（bèi）管理的一項重要技術手段，振動分析技術在石油石化行業開展得相對較早，多（duō）年來（lái）的大量實踐也證明，振動分析技術（shù）對保障設備的安全穩定運行、搞好設備預（yù）知（zhī）性維修、對設備維修時（shí）機的選取及維修方向的確定（dìng）均具有相當好的指導意義。可以有的放矢查找問題，避免重複性維修，提高維修效率，降低維修成本。本文通（tōng）過幾個案例，重點介紹了（le）振動分析技術在交流電（diàn）機故障診斷中的應用。通常來說，該（gāi）技術能對轉子不平衡、不對中、軟腳及基礎鬆動、軸承、轉條絕（jué）緣、相問題等各類故障進行準確診斷（duàn）。
1 電機軟腳
某電（diàn）機在檢修（xiū）安裝後發（fā）現振動值過大，經振動測試，Z大振動值達（dá）到（dào）8.2mm/s（有效值），典型頻譜如圖（tú）1所示，頻譜以一倍轉頻的（de）振動為（wéi）主導，兼有較小的兩倍線頻率100Hz的（de）振動。考慮到電機剛剛檢修，轉（zhuǎn）子不平衡的可能性較（jiào）小；且檢修前電機振（zhèn）動正常，基本（běn）可（kě）以排除基（jī）礎支撐薄弱（ruò）的可能，故對此（cǐ）做（zuò）了軟腳測試，如圖2所示（shì）。圖中列出（chū）了電機兩個測（cè）點各三個方向共（gòng）6個測量值的初始振動在分別擰鬆四個螺栓後（hòu）的變化趨勢（shì）。可（kě）見在擰鬆前三顆螺栓後各處的振動值變化不大（dà），而在擰鬆第四顆螺栓後，各處測（cè）量的振動值均大幅度下（xià）降到（dào）2mm/s左右。至此即可確定第四顆螺栓為軟腳，需要調整此處墊片對電機進行找平處理。
機器軟腳是比較（jiào）常見的問題。理論上來說，機器的四個支撐點（四個地腳螺栓）不可能在同一個水（shuǐ）平麵上，從這個意義上來說，軟腳不可避免。但工程上，通常將依次鬆開四個地腳螺（luó）栓後垂（chuí）直向Z大跳動量是否超過5mm作（zuò）為機器（水（shuǐ）平安裝）是否存在軟腳的判（pàn）據。機器（qì）軟腳時的振動特征有以下幾（jǐ）條（tiáo）：
（1）振動的方（fāng）向性。在測振點的三個方向（xiàng）中，某方向的振動大大強於其（qí）餘兩個方向的（de）振動；
（2）振動頻譜以（yǐ）1X振動為（wéi）主導，與不（bú）平衡相（xiàng）似；
（3）有時振（zhèn）動頻譜中會出現兩倍線頻率100Hz的振（zhèn）動。
在監測到上述振動（dòng）特征後，可進行如下驗證測試：逐個擰鬆電機的四（sì）個螺栓進行對比測量，方法（fǎ）是在擰鬆某個螺栓時應保持其它三個螺栓維持原狀，測量完成後，先上緊該螺栓（shuān），再依次擰鬆下幾個螺栓。如果發（fā）現在擰鬆某個螺栓後其振動值大幅下降（jiàng），即可斷（duàn）定該地腳螺栓為軟腳，需要對其進行調整。
2 電機軸承過電流，風機軸承（chéng）安裝不當
電機的（de）基本布置是：臥式，六極，電機直接驅（qū）動，風機懸（xuán）臂布置（zhì）。該（gāi）風機運行（háng）半年後，現（xiàn）場噪音顯著。經測試電機Z大振動（dòng）值為（wéi）2mm/s，風機Z大振動值為（wéi）1.6mm/s，均低於（yú）國標規定的振動報警值。
其中（zhōng）電機的典型振動頻譜如圖（tú）3、圖4。圖3中可見顯著的軸承外圈缺陷（xiàn）頻率及其多階諧波的振動；圖4中與初始基準頻譜相比，高頻段電磁噪聲振動顯著，這是（shì）軸承過電流的典型振動（dòng）特征。經檢查解體軸承，驗證（zhèng）了上述判斷。隨後將此電機上的兩個軸（zhóu）承更換為絕緣軸承。
圖5為風機驅動端軸承的振動頻譜，圖中軸承缺陷頻率的（de）振（zhèn）動顯著（zhe）且（qiě）有顯著（zhe）的轉速邊頻帶。經解體檢查，發現（xiàn）軸承外圈有兩道深溝狀劃痕。綜（zōng）合分析認為，該（gāi）軸承在短（duǎn）短（duǎn）半年時間內即失效的原因是軸承安裝（zhuāng）不當：該軸承為錐套定位（wèi），安裝時錐套推進過大，使軸（zhóu）承遊隙過小。
3 電機軸承跑內圈
某臥式雙（shuāng）吸循環（huán）水泵電機非驅動端水平方向振動趨勢圖如圖6所示，典型頻（pín）譜如圖7所示，軸承外圈（quān）缺陷頻率及（jí）其（qí）諧（xié）波的振動顯著。綜合趨（qū）勢圖及頻譜特征，認為該軸承存在較嚴重缺陷，建議更換該（gāi）軸承。後停機檢查，發現軸承跑內圈，軸已磨傷，送外維修保養（噴（pēn）塗、打磨（mó））。電機維修後（hòu）試車時采集的的振動數據如圖6、圖8。可見，維修後振動趨勢（shì）大幅度下降，而頻譜中盡管仍然存在軸承外圈（quān）缺陷頻率的振動，但其振動峰值大大降低且諧波數（shù）量減少。考慮到其它三台同型號電機振動特征與該案（àn）類似，懷疑電機非驅動端軸頸的尺寸及公差設計是否（fǒu）合理，建議聯係電機廠商確認問題。
4 結（jié）束語
對於現場（chǎng）設（shè）備（bèi）的故障診斷來說，振動頻譜分析技術是一項（xiàng）強有力的技術手段，即使是在（zài）不能對故障準確定位的（de）情況下，結合設備的維（wéi）修運行經驗，仍能較準確地實現對設備故障的準確定（dìng）位。
來源：《機械（xiè）》2008年增（zēng）刊 總第35卷
