发电机轴承绝缘绝缘轴承用了半年就发生了振动值什么原因

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2014-11-28 12:24 标签： 振动发电机
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山东鑫研轴承制造有限公司是一家专业制造&零&类深沟球轴承的企业。从普通的国标轴承转向电机轴承，我公司生产的深沟球轴承全部采用优质轴承钢加宽加厚保持器．高精度钢球．精密机床．磨床精心加工而成，产品具有低噪音．高速．使用寿命长等特点． 产品范围：,,，产品类型有：开始、2RS、Z，质量等级国际标准P0、P6、P5、可定做P4级高精密轴承，我公司生产的振动值Z3组轴承已达到可以替代进口轴承的能力，产品广泛应用于电机．减速机．起重机 电力．汽车．矿山．冶金．钢厂等行业；
2013年山东鑫研轴承先后投产500万元，研发电绝缘轴承、汽车发电机轴承，攻克高端电机轴承厂，产品由钢板保持架改为实体铜保、产品能抗10伏以上的高压绝缘，价格合理，有防静电、防腐蚀、耐高温等特点
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电机振动监测故障分析
《电工技术》
作者：爽子
关键词：电机振动监测故障分析
& & （北京燕山石化，北京102501）
& & [摘要] 针对电机故障原因复杂情况，运用冲击脉冲值和振动加速度包络gE值综合监测判断轴承故障状态，并结合频谱分析确定轴承故障部位。实际运用情况表明，电机振动监测可为电机故障诊断打开突破口。
& & 关键词 电机冲击脉冲值加速度包络gE值振动监测轴承放电
& & 0 引言
& & 随着生产形势的日益严峻，连续生产、不间断作业、提高产量、保证效益成为各单位追求的首要目标。电机作为电器或各种机械的动力源，其故障带来的影响也越来越大。电机故障原因较复杂，往往机械故障和电气故障交缠混杂。可靠的电机监测和维护可有效降低电机故障率，其中振动监测是简便而又比较成熟的电机故障监测和诊断方法之一。
& & 1 基本情况简介
& & 某炼油厂三催化循环油浆泵P210/2电机于1997年3月投用。该泵为双支撑单级双吸泵，泵两端采用机械密封，两端轴承采用油雾润滑方式；电机轴承使用润滑脂润滑。
& & 泵型号为12&14-26A&L；轴功率为278～323kW；设计流量为900m3/h；设计压力为1.5MPa；设计温度为350℃；操作流量为800m3/h；操作压力为1.2MPa；操作温度为335℃；介质为油浆；泵联轴器端（前）轴承型号为6318；泵非联轴器端（后）轴承型号为7318B（2个背靠背）。
& & 电机型号为YB-450S2-4W；功率为355kW；额定电流为41A；转速为1470r/min；膜片联轴器；电机轴伸端（前）轴承型号为NU322；电机非轴伸端（后）轴承型号为6322。
& & 2 故障情况及分析
& & 2.1故障情况
& & 日，在检测点（如图1所示）检测电机轴承，发现电机非轴伸端轴承振动加速度包络gE值呈加速上升趋势，轴承振动速度在允许范围内，为1.7mm/s，轴承温度及声音未见异常，测试数据见表1。检测知电机非轴伸端轴承振动加速度包络gE值最高为40，冲击脉冲值LR/HR为55/44，已严重超标，分析认为非轴伸端轴承运行状况欠佳。 &
& & 图1设备监测点示意图
& & 表1机泵测试数据
& & 注：电机工作转速为1490r/min，电机功率为355kW，测试仪器为SKF测振仪。
& & 2.2频谱分析
& & 日上午，电机非轴伸端轴承加速度包络gE值升至50，轴承声音异常，振动速度为2.4mm/s。A点垂直振动频谱图、水平冲击脉动频谱图、水平振动加速度包络频谱图如图2～图4所示。
& & 图2A点垂直振动频谱图
& & 图3A点水平冲击脉冲频谱图
& & 图4A点水平振动加速度包络频谱图
& & 根据频谱图可知，主要振动频率除工频外还存在电源频率2倍频，并伴有非整数倍频，推断轴承出现松动和缺陷；在振动频谱中，76.7Hz左右频率尤其异常突出，该频率与轴承外圈故障频率接近，同时振动加速度包络频谱中有高频突出，表明轴承已进入故障加速损坏期。
& & 电机后轴承随运行时间的增长，其冲击脉冲值和加速度包络值先呈缓慢上升趋势，且出现异常声音，说明轴承已出现早期磨损故障特征。继续运行，振动烈度呈缓慢上升趋势，轴承温度呈上升趋势，但变化都不明显，而冲击脉冲值和加速度包络值加速上升，呈不稳定上升、下降来回波动趋势，说明轴承已进入中期磨损。此时，电机后轴承振动频谱与运行初期相比已有明显变化，如图5所示，冲击脉冲值LR/HR最高也已升到55/44，加速度包络gE值最高已升到50。
& & （a）运行初期
（b）运行15天后
& & 图5后轴承振动频谱图
& & 2.3轴承故障频率计算
& & 为了确定故障部位，对轴承故障频率进行计算。滚动轴承特征频率一般包括内圈通过频率（Fi）、外圈通过频率（Fo）、保持架频率（Fc）、滚动体通过频率（Fb），其计算式分别为：
& & Fi＝fZ(1＋dcos&/D)/2
& & Fo＝fZ(1－dcos&/D)/2
& & Fc＝f(1－dcos&/D)/2
& & Fb＝fD(1－d2cos&2/D2)/2d
& & 式中，f为滚动轴承内圈回转频率，Hz；d为滚动体直径，mm；D为轴承节径，mm；Z为滚动体个数；&为压力角。
& & 深沟球滚动轴承6322SKF的d为20mm，D为175mm，Z为8，&为0&，则Fi为110.5Hz，Fo为为87.9Hz，Fc为11Hz，Fb为107Hz。
& & 与频谱图对照，在振动频谱图中并没有出现轴承故障频率，但在冲击脉冲频谱图中存在89、109、107Hz频率，它们分别与轴承故障频率外圈通过频率（Fo）、内圈通过频率（Fi）、滚动体通过频率（Fb）相对应，表明轴承内外圈及滚动体存在缺陷。
& & 3 解体检查试验
& & 日下午，对油浆泵P201/2电机非轴伸端轴承进行检查，发现轴承内、外圈滚道有条纹状损伤（如图6所示），局部触摸有凹凸感。造成该损伤的原因有两种：微振动和电蚀或放电。
& & 图6电机非轴伸端轴承内、外圈滚道磨损图
& & 电蚀是指电流在旋转中的轴承的滚道轮和滚动体的接触部分流动时，通过薄薄的润滑油膜产生火花，从而导致接触表面因发生局部熔化而变得凹凸不平。电蚀程度较大时，会引起表面剥落或促使旋转表面的硬度降低而加快磨损进度。产生电蚀的原因是内外圈间存在电位差。电蚀较严重时，在轴承内外圈滚道和滚柱表面可能会产生条纹状电蚀。
& & 微振动是指两个接触面间相对地反复微小滑动，主要发生在滚道面与滚动体的接触部分上，微振动的结果是产生微振磨损。产生微振动的原因有润滑不良；小振幅摇摆运动；过盈量不足。
& & 为了查明轴承故障原因，首先对电机进行绝缘检测。绝缘试验146ms时，发生单相接地故障，C相电压降为零，A、B相相电压升至线电压；绝缘试验195ms时，电机A、B相绝缘击穿，发生三相对称接地短路，母线电压降至41V左右。事后检查发现，电机三相对地绝缘电阻为零，电机引线绝缘状况良好，电机线圈内有焦味，电机引线、接线盒内有焦黑碳粉，接线盒边缘及固定引线金属横梁共有3处对地放电点，如图7所示。
& & 图7对地放电点图
& & 解体电机检查定子线圈，未发现明显故障点。测量定子线圈直流电阻：AB相为1.70&O，AC相为1.74&O，BC相为1.71&O，直流电阻超差2.35%，不合格（规范要求线间电阻相互差别不超过1%）。对定子线圈进行直流耐压泄漏试验，加压至5000V时，泄漏电流为60&A；加压至6000V时，泄漏电流为20mA，30s后电机轴伸端线圈端部两线圈连接部位绝缘击穿。
& & 拆卸轴承后，测得其过盈量超过20&m，且润滑脂充盈，因此排除润滑不良及安装过盈量不足导致条纹状损伤的情况。现在只剩下小振幅摇摆运动一个因素，而产生此因素的条件是存在轴向力，且该轴向力方向不固定。
& & 该泵为双支撑单级双吸泵，本身具有平衡轴向力的功能。但是，油浆含催化剂，泵体及密封环长期被冲刷，先是后轴承侧口环间隙变大，轴向力冲向泵后轴承，随着冲刷力越来越大，叶轮前口环间隙也变大，最终导致两侧口环间隙越来越大，此时转子受到额外的交变轴向力作用。轴向力一部分由泵后轴承背靠背安装的角接触球轴承7318承受，当轴承承载力小于轴向力时，转子向轴自由端移动，轴向力通过联轴节传到电机，最终导致泵密封泄漏、电机轴承磨损。
& & 4 结束语
& & 可靠的电机监测和维护可有效降低电机的故障率。振动监测虽然不是电机监测的最好方法，但是与其它监测方法配合使用，运用得当，可以为故障诊断打开突破口。对于深沟球轴承，利用冲击脉冲值和加速度包络gE值进行综合监测，判断轴承早中期故障状态是有效的。结合频谱分析，可对轴承中后期故障进行诊断，对故障部位进行确定。但是需要注意的是，对于不同的轴承类型，利用冲击脉冲值和加速度包络gE值综合监测、判断轴承故障状态，判别标准是有区别（与轴承游隙、轴承结构形式等有关）的。
& & 参考文献
& & [1]林英志.设备状态监测与故障诊断技术[M].北京:北京大学出版社,2007
& & [2]易良榘.简易振动诊断现场实用技术[M].北京:机械工业出版社,2006
来源：《电工技术》2014年1月刊
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