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冶金動力 METALLURGICAL POWER 2006年第6期 總第118期 水泵電機(jī)振動故障診斷 王斐 上海交通大學(xué)機(jī)械與動力學(xué)院 上海200030 中圖分類號 TH3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 B 文章編號 1006 6764 2006 06 0066 02 VibrationDiagnosis of Water Pump Motor WANG Fei School of Mechanism and Power Shanghai jiaotong University Shanghai 200030 China 1前言 某公司的主車間冷卻水供水用離心式水泵由水 泵 彈性聯(lián)軸器 交流電機(jī)組成 2005年2月 發(fā)現(xiàn) 電機(jī)前端軸承處振動較大 最初分析為電機(jī)與水泵 不對中引起的 對中后有好轉(zhuǎn) 但一段時(shí)間后 發(fā)現(xiàn) 振動又有所上升 經(jīng)過再次分析和判斷 采用頻域分 析法 發(fā)現(xiàn)主要問題是電機(jī)底座存在機(jī)械松動故障 并采用相應(yīng)的對策解決此問題 2設(shè)備結(jié)構(gòu)簡圖及電機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 2 1設(shè)備結(jié)構(gòu)布置圖 如圖1所示 測點(diǎn)1測點(diǎn)2 2 2技術(shù)參數(shù) 電機(jī)1 480 r min 功率15 kW 聯(lián)軸器為梅花 形彈性聯(lián)軸器 3診斷過程 2005年2月在對電機(jī)測點(diǎn)1處進(jìn)行垂直方向的 簡易測定中發(fā)現(xiàn)振動有效值已經(jīng)達(dá)到5 1 mm s 已 經(jīng)超過IS02372對于15 kW以下電機(jī)的監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn) 決定對此交流電機(jī)及水泵整體振動情況進(jìn)行監(jiān)測 采用振動分析儀對聯(lián)軸器兩邊的電機(jī)軸承座測點(diǎn)1 及水泵軸承座測點(diǎn)2進(jìn)行監(jiān)測 從測試數(shù)據(jù)看水泵 軸承處振動值大于電機(jī)軸承處振動值 其中從三個(gè) 測試方向的數(shù)據(jù)來看 軸向振動明顯大于水平方向 和垂直方向振動 軸向的振動量達(dá)到21 mm s 其中 基本以3倍頻為主 圖2a 圖2b 分別是測點(diǎn)1處垂 直方向和軸向功率譜圖 圖 設(shè)備結(jié)構(gòu)圖 0 11 o lf 0 2J 2 2 1 幾 弓 耐 0 200 400 600800 1000 Hz 圖2測點(diǎn) 垂直方向 a 和軸向 b 速度幅值圖 O U Jq 0 0 由圖2所示 軸向振動量最明顯 而且徑向和軸 向的3xRPM分量較大 根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn) 判斷為軸不 對中引起的 而且由于聯(lián)軸器距離水泵距離較短也 能夠說明為什么水泵振動大于電機(jī)振動 決定停機(jī) 檢查對中情況 在拆解彈性聯(lián)軸器過程中發(fā)現(xiàn)內(nèi)部 的梅花形橡膠彈性聯(lián)軸塊破損嚴(yán)重 其中有一個(gè)齒 已經(jīng)部分脫落 更換彈性聯(lián)軸塊 再次對中并測試振 動值 發(fā)現(xiàn)聯(lián)軸器兩端的交流電機(jī)和水泵振動幅值 大幅度下降 其中交流電機(jī)整體振動有效值已經(jīng)減 小為1 4 mm s 屬于正常范圍內(nèi) 見圖30 m時(shí)s I 1 2 1 I 0 200 400 600 800 100 Hz 圖3測點(diǎn)1對中后垂直方向速度幅值圖 但測試中仍然發(fā)現(xiàn)軸向的振動仍然大于徑向振 動 說明對中還不是很好 再次停機(jī)檢查對中發(fā)現(xiàn)無 2006年第6期 總第118期 冶金動力 METALLURGICAL POWER 問題 由于整體的振動量處于可控范圍 決定開機(jī)并 進(jìn)行連續(xù)的監(jiān)測 兩個(gè)月后檢查振動總量上升到 3 7 mm s 同時(shí)電機(jī)前端的軸承有發(fā)熱跡象 此時(shí)由 于還存在3X為主的倍頻分量 參考有關(guān)資料 3X 倍頻不僅與對中不良有關(guān) 而且與基礎(chǔ)松動也有較 大關(guān)系 故懷疑可能為機(jī)組基礎(chǔ)不良松動的表現(xiàn) 這 也會導(dǎo)致電機(jī)后端下沉 彈性聯(lián)軸塊破損 仔細(xì)檢查 發(fā)現(xiàn)電機(jī)底座由于長期處于潮濕環(huán)境中 地腳螺栓 銹蝕嚴(yán)重 而且用于電動機(jī)對中心的墊鐵是使用的 尺寸較小的鋸條皮 存在無法完全壓實(shí) 導(dǎo)致地腳剛 度下降 重新更換墊鐵并固定地腳螺栓后檢測振源 消除 振值減小為1 2 mm s 同時(shí)主要是工頻為主 要頻率 3X倍頻基本消失 故障劣化趨勢得到有效 控制 4結(jié)論 通過對這次對水泵電機(jī)機(jī)組振動故障的診斷實(shí) 踐 可以總結(jié)出以下幾個(gè)結(jié)論 1 通過頻域分析法可以較為準(zhǔn)確地識別旋狀 類設(shè)備故障 2 狀態(tài)監(jiān)測必須結(jié)合實(shí)際工作情況動態(tài)進(jìn)行 3 機(jī)組基礎(chǔ)松動與3X倍頻的出現(xiàn)有關(guān) 參考文獻(xiàn) 1 伶德純等 振動監(jiān)測與診wqm 上海 上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社 1997 收稿日期 2006 09 28 作者簡介 王斐 1973 男 工程師 上海交通大學(xué)機(jī)械與動力學(xué)院 工程碩士班學(xué)習(xí) 工作于無錫環(huán)亞包裝材料有限公司技術(shù)部 上接第65頁 表2不同的濃縮倍數(shù)K下CSP凈環(huán)水系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)的計(jì)算值 濃縮倍數(shù)R m3 h t E m殉D 3 h B B m呱 M m h B Rro M RYoloIA M A t cat 二尸vLIAp甲乙 雙 1 0 值供水 6 5005006 5006 5006 500100100 1 56 500556 73 3110 1113 4170 12 03 1 2 06 500556 73 353 456 7113 40 81 798 3 3 06 500556 73 325 128 485 10 41 30 44 4 06 500556 73 316 618 975 60 31 20 15 5 06 500556 73 310 914 270 90 171 10 07 6 06 500556 73 38 011 368 00 121 00 04 7 06 500556 73 36 29 566 20 101 00 03 10 06 500556 73 33 06 363 00 050 960 02 表2以我廠CSP凈循環(huán)水系統(tǒng)為例闡述了縮 倍數(shù)和節(jié)水的關(guān)系 從表中可以看到 1 隨著循環(huán)冷卻水濃縮倍數(shù)K的增加 冷卻 水系統(tǒng)補(bǔ)充水量M和排污量B都不斷減少 所以 提高循環(huán)冷卻水濃縮倍數(shù) 可以節(jié)約水資源 2 另外 每提高一個(gè)濃縮倍數(shù)單位 OK 1 所 降低的補(bǔ)充水量的百分比 MIR 0 則隨著濃縮 倍數(shù)的增加而降低 3 根據(jù)上表節(jié)水率 MIR 慫 知 在低濃縮 倍數(shù)時(shí) 提高循環(huán)冷卻水濃縮倍數(shù)的節(jié)水效果相當(dāng) 明顯 但當(dāng)濃縮倍數(shù)K提高到3以上時(shí) 節(jié)水效果 就不太明顯 例如我廠的凈環(huán)水系統(tǒng)濃縮倍數(shù)由3 提高到4時(shí) 節(jié)約的水量僅占循環(huán)水量的0 15 因 此 我廠CSP凈循環(huán)水系統(tǒng)的濃縮倍數(shù)控制在2 3 之間為宜 4結(jié)論 4 1我廠CSP循環(huán)冷卻水系統(tǒng)采用Cl Na Ca2 Si02 電導(dǎo)率檢測濃縮倍數(shù)除分析誤差外 還存在因 外界影響引起的偏差 而采用K臉測僅僅是測試誤 差 這是不可避免的 因此 我廠CSP循環(huán)冷卻水系 統(tǒng)可用K十檢測濃縮倍數(shù) 4 2我廠CSP凈循環(huán)水系統(tǒng)濃縮倍數(shù)控制在2 0 3 0為宜 有利于系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 參考文獻(xiàn) Ill周本省 工業(yè)水處理技術(shù)IM 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2002 收稿日期 2006 09 04 作者簡介 減平 1977 男 2002年畢業(yè)于內(nèi)蒙古包頭鋼鐵學(xué)院環(huán) 境工程系給排水專業(yè) 大學(xué)本科 助理工程師 現(xiàn)從事供排水技術(shù)工 作