漿板機壓力篩頂部電機軸承失效分析

楊軍東 山東亞太森博漿紙有限公司，山東 日照 276826

漿板機壓力篩頂部電機軸承失效分析

楊軍東 山東亞太森博漿紙有限公司，山東 日照 276826

軸承損壞是電動機常見的設(shè)備故障，本文從故障軸承表面磨損情況和采集的振動數(shù)據(jù)兩方面進行原因分析，并從維護維修角度提出預防措施。

軸承；失效；原因分析；預防措施

1 壓力篩及電機概況

壓力篩是制漿造紙生產(chǎn)線中的重要設(shè)備之一，一般它由兩臺電機通過V型皮帶傳動，底部由250KW高壓電機驅(qū)動，頂部由55KW電機驅(qū)動，機組示意圖如圖1所示，具體設(shè)備參數(shù)及軸承型號如下：

壓力篩型號FT5-AL5，德國安德里茲生產(chǎn)。

內(nèi)部軸承型號

6FT5:Upper:7330BCBM/7230BCBM. AL5:Upper:2320k

FT5:Lower:23228C C/W 33AL5:Lower:7224BCB

頂部電機型號M2QA280M6，額定轉(zhuǎn)速980RPM，安裝方式V6。軸承型號7316B（NSK）、6216/C3（NSK）

底部高壓電機型號YKK400-4，額定轉(zhuǎn)速1500RPM，安裝方式V5。 軸承型號：NU324E（SKF）、7320B（NSK）

圖1 機組示意圖

2 電機軸承失效發(fā)現(xiàn)過程

2011年7月，電氣預防性維修人員在例行檢查時發(fā)現(xiàn)該壓力篩頂部電機噪音異常，隨后利用測溫儀和振動分析儀等測量儀器檢測了軸承溫度和振動值，經(jīng)判斷都有明顯上升，于是按照停機程序上報停機更換電機軸承。

拆下的軸承經(jīng)清洗檢查，發(fā)現(xiàn)非驅(qū)動側(cè)軸承較好，而驅(qū)動側(cè)7316BECM軸承損傷嚴重。軸承內(nèi)圈約120°嚴重剝落，外圈約30°疲勞磨損，滾動體顏色發(fā)烏。見下圖2、圖3。

圖2 軸承內(nèi)圈圖片 圖3軸承滾動體照片

3 電機軸承失效前背景調(diào)查

在上一年度公司設(shè)備大修時，更換了頂部55KW電機軸承。該電機運行一段時間后，經(jīng)SKF振動數(shù)據(jù)采集儀分析，在速度頻譜中出現(xiàn)了76.25HZ的高峰值（4.64倍轉(zhuǎn)頻），隨后繼續(xù)跟蹤觀察，發(fā)現(xiàn)在電機驅(qū)動側(cè)的徑向，振動呈上升趨勢，水平方向振動速度值達到7.816mm/sec，垂直方向達到9.541mm/sec。頻譜中76.25HZ的頻率與電機驅(qū)動側(cè)軸承7316B軸承外圈缺陷頻率幾乎一致。隨后利用設(shè)備小修時對該電機軸承進行了更換。經(jīng)觀察更換下的軸承間隙較大，松動明顯，軸承內(nèi)外圈有輕微疲勞磨損。據(jù)維修安裝人員回顧在安裝電機驅(qū)動側(cè)7316B軸承時，安裝人員出現(xiàn)了失誤，因軸承內(nèi)端蓋影響，軸承未一次性安裝到位，后采取了捶打方式將軸承安裝到正確位置。更換后經(jīng)檢測分析，電機振動明顯降低，但頻譜中還存在著76.25HZ頻率的峰值。隨著時間的推移，該峰值又開始上升。驅(qū)動側(cè)水平方向振動為7.006mm/sec，非驅(qū)動側(cè)垂直方向振動升為8.539mm/ sec。而是偏離該點，直接研磨在內(nèi)圈的0°的平面。這說明軸承內(nèi)圈有很大軸向移動。從滾動體分析，按常理來說，軸承內(nèi)圈出現(xiàn)如此嚴重剝落，與之直接接觸的滾動體應該磨損較重，可是滾動體磨損較輕，只是顏色發(fā)烏。顏色發(fā)烏說明滾動體受過高溫。從軸承外圈看，磨損較輕，但受力點也發(fā)生了偏移，并不在軸承外圈最佳受力點。從電機安裝方式為V6的立式安裝看，應有一端承受軸向力。通常情況下，電機重心的下端為軸受力端?？杀倦姍C的重心下端為6216普通球軸承，上端（驅(qū)動端）為7316角接觸球軸承，同時在該端又沒有卡簧約束軸承內(nèi)圈的軸向竄動。這說明該電機7316軸承未承擔起全部軸向負荷。

圖4 電機驅(qū)動端軸承圖片

圖5 電機非驅(qū)動端軸承圖片

從振動頻譜中分析，自上年度大修更換電機軸承后，在速度頻譜中出現(xiàn)了76.25HZ的高峰值（4.64倍轉(zhuǎn)頻），該峰值又近似7316B軸承的外圈缺陷頻率。隨后小修時更換該軸承，振動明顯降低，但該異常頻率仍然存在。截止到2011年7月，異常頻率始終存在，除了水平方向的振動上升外其余方向的振動和包絡(luò)值都較低，并且振動趨勢也相對平穩(wěn)。

通過以上分析，對該電機軸承失效的原因總結(jié)如下：

5.1 維修人員更換軸承時，未一次性將軸承安裝到位，軸承在安裝過程中受到輕度損傷；

5.2 維修人員更換軸承時，由于少墊了墊片，使軸承發(fā)生了軸向竄動，造成軸承提前失效；

5.3 維護人員所加入的潤滑脂內(nèi)有雜質(zhì)或過量；

5.4 軸承在運行過程中，受到了過多的軸向推力，高沖擊負荷將軸承內(nèi)圈研磨剝落；

5.5 該電機軸承使用不合理性。驅(qū)動端的7216BECM軸承同時承受了軸向負荷和徑向負荷。

4 最后一次維修采取的措施和運行效果

本次維修專門聘請了公司高級技工親自安裝，使用了剛啟封的潤滑脂，并把電機非驅(qū)動端換成了承受軸向力的7216B軸承，驅(qū)動端換成了6316軸承。現(xiàn)在已經(jīng)運行半年，經(jīng)狀態(tài)檢測人員檢測未發(fā)現(xiàn)異常。

5 電機軸承失效原因分析

該電機軸承為單列角接觸球軸承，可以承受在一個方向的軸向負荷。一般情況下角接觸球軸承是配對使用，但在立式電機的軸向承載區(qū)也可單列使用。從軸承的磨損情況分析，軸承內(nèi)圈的磨損位置并不在軸承內(nèi)圈的最佳受力點，

6 預防改進措施

根據(jù)軸承失效的原因分析，對該電機的維護維修提出如下預防措施：

6.1 再次更換軸承時，重點檢查軸兩端的軸向有無卡簧槽，測量軸向過多推移量，是否有必要增加墊片；

6.2 加入的潤滑脂務(wù)必保持清潔，加入量要適量。另外，加油脂前還應將設(shè)備上的注油嘴清潔，以防積聚的灰塵雜質(zhì)等隨潤滑脂加進軸承內(nèi)；

6.3 安裝軸承要嚴格按照規(guī)范進行。

6.4 正確選擇軸承型號，要根據(jù)軸承的受力情況合理選擇；

6.5 運行維護人員應加強巡檢，有故障征兆時，及時通知狀態(tài)監(jiān)測人員采集有關(guān)數(shù)據(jù)，以便故障診斷和問題分析。

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.07.082