给水泵电机前轴承故障分析与诊断
2010-03-30作者：闫志勇
摘 要：锅炉给水泵电机出现振动和噪声增大的现象，利用振动分析手段，判断为前轴承损坏故障。拆检后发现前轴承内滚道存在严重损伤，证实了之前的诊断结论。
关键词：给水泵；电机；轴承；振动分析
一、概述
湖北大峪口化工有限责任公司1#锅炉给水泵型号DG85-80×8，流量85m3/h，扬程640m，电机轴承SKF6318/C3，给水泵为滑动轴承支撑。
2008年2月27日上午对1#给水泵巡检时，发现电机振动以及噪声增大，下午再次巡检时情况仍未好转，于是对该电机进行故障分析诊断，以决定是否需停车检修。
二、分析过程
在现场离着电机很远就听到了很大的噪声。用螺丝刀听诊时听到非常尖锐的高频噪声，令人难以忍受。对电机的前后轴承进行了振动测量，用VM-63a点检式测振仪测量电机输出端轴承（前轴承）的高频（>1kHz）加速度达到了200m/s2，已经达到了仪器的量程上限，而低频（<1kHz）加速度也达到了48m/s2。根据以往测量经验，这两个值均严重超标，说明轴承状况非常不好，可能已出现严重损伤。电机风扇端轴承（后轴承）高频和低频加速度均为37m/s2，小于前轴承的振动水平，分析认为有可能是从前轴承传递过来的。
对电机的前后轴承的振动频谱进行了分析。其中，前轴承水平方向振动速度（有效值）达到了18mm/s，与以往振动水平相比有了一个突然的上升（图1）。频谱中出现了4.9倍频、18.5倍频及其各自的谐波，并成为频谱图上占很大优势的成分（图2）。对于滚动轴承支撑的电机，出现转速频率的非整数倍谐频，而转速频率及其谐频幅值并未升高，也没出现电源频率2FL的峰值，基本可以排除轴系本身故障（如转子不平衡、轴弯曲、松动等）以及电气故障的影响，而出现轴承损坏故障的可能性非常大。
关键词：给水泵；电机；轴承；振动分析
一、概述
湖北大峪口化工有限责任公司1#锅炉给水泵型号DG85-80×8，流量85m3/h，扬程640m，电机轴承SKF6318/C3，给水泵为滑动轴承支撑。
2008年2月27日上午对1#给水泵巡检时，发现电机振动以及噪声增大，下午再次巡检时情况仍未好转，于是对该电机进行故障分析诊断，以决定是否需停车检修。
二、分析过程
在现场离着电机很远就听到了很大的噪声。用螺丝刀听诊时听到非常尖锐的高频噪声，令人难以忍受。对电机的前后轴承进行了振动测量，用VM-63a点检式测振仪测量电机输出端轴承（前轴承）的高频（>1kHz）加速度达到了200m/s2，已经达到了仪器的量程上限，而低频（<1kHz）加速度也达到了48m/s2。根据以往测量经验，这两个值均严重超标，说明轴承状况非常不好，可能已出现严重损伤。电机风扇端轴承（后轴承）高频和低频加速度均为37m/s2，小于前轴承的振动水平，分析认为有可能是从前轴承传递过来的。
对电机的前后轴承的振动频谱进行了分析。其中，前轴承水平方向振动速度（有效值）达到了18mm/s，与以往振动水平相比有了一个突然的上升（图1）。频谱中出现了4.9倍频、18.5倍频及其各自的谐波，并成为频谱图上占很大优势的成分（图2）。对于滚动轴承支撑的电机，出现转速频率的非整数倍谐频，而转速频率及其谐频幅值并未升高，也没出现电源频率2FL的峰值，基本可以排除轴系本身故障（如转子不平衡、轴弯曲、松动等）以及电气故障的影响，而出现轴承损坏故障的可能性非常大。
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为了进一步加以证实，现场测量了电机轴承的振动尖峰能量（gSE）值及其谱图。结果显示，gSE值从以往的0.2g’s以下上升到2.27g’s，gSE谱图中也明显出现了4.9倍频和18.5倍频的峰值（图3）。
gSE是美国ENTEK公司用于检测轴承和齿轮损伤故障的专利技术，实践表明其具有较高的准确率。此次，无论gSE值还是gSE频谱均出现了异常现象，更进一步说明了电机前轴承出现损坏的可能性非常大。
三、诊断结论
结合以上各种异常现象，诊断为电机前轴承严重损坏，有可能已经波及到了后轴承，而轴系本身以及电气方面都不存在任何问题。车间共有四台给水泵，平时只开两台，保证至少有一台备机。而近期2#给水泵电机转子外修，如果1#泵也安排检修，就没有备用泵，一般情况下是不能停车的，但考虑到目前电机轴承很可能存在严重损坏，一旦轴承抱死或耍套将会对转子轴及电机定子和转子等其他部件造成破坏性的影响。Z终还是决定立即停车检修，检修重点为电机前轴承。
四、检修结果
电气车间立即对1#给水泵电机轴承进行拆检。拆开电机前轴承后，发现轴承内滚道出现一块约40mm×15mm的点蚀剥落坑，深度达到了1mm，滚珠上有一些轻微的划痕，其他部位包括后轴承都没有明显的损伤迹象。这说明由于发现及时，在故障尚未进一步扩展并对其他部位造成更大破坏之前采取了措施，有效地保护了设备本身。此外，由于抓住了重点，有针对性地对故障部位进行了处理，此次突击检修只用了半天的时间，为整个装置的正常运行提供了很好的保障。
三、诊断结论
结合以上各种异常现象，诊断为电机前轴承严重损坏，有可能已经波及到了后轴承，而轴系本身以及电气方面都不存在任何问题。车间共有四台给水泵，平时只开两台，保证至少有一台备机。而近期2#给水泵电机转子外修，如果1#泵也安排检修，就没有备用泵，一般情况下是不能停车的，但考虑到目前电机轴承很可能存在严重损坏，一旦轴承抱死或耍套将会对转子轴及电机定子和转子等其他部件造成破坏性的影响。Z终还是决定立即停车检修，检修重点为电机前轴承。
四、检修结果
电气车间立即对1#给水泵电机轴承进行拆检。拆开电机前轴承后，发现轴承内滚道出现一块约40mm×15mm的点蚀剥落坑，深度达到了1mm，滚珠上有一些轻微的划痕，其他部位包括后轴承都没有明显的损伤迹象。这说明由于发现及时，在故障尚未进一步扩展并对其他部位造成更大破坏之前采取了措施，有效地保护了设备本身。此外，由于抓住了重点，有针对性地对故障部位进行了处理，此次突击检修只用了半天的时间，为整个装置的正常运行提供了很好的保障。
