XXXX版滚动轴承故障诊断案例-2-2003

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,滚动轴承故障诊断案例,-2,实例1 宣化钢铁公司高速线材轧机26架,实例,2,宣化钢铁公司高速线材轧机,20,架,实例,3,唐山钢铁公司高速线材轧机的增速箱,实例,4,安阳钢铁公司高速线材轧制线上吐丝机,图,1,高线轧机的传动机构示意图,滚动轴承故障诊断案例,-2,例,1,2005,年,1,月,31,日，宣化钢铁公司高速线材轧机的,26,架出现振动异常。图,1,为高线轧机的传动机构示意图。,1,）频谱分析图,:,图,2 26,架轧机振动频谱图,2,）数据分析：,表,1,数据分析表,（测量转速,1100rpm,；推导转速,1078.2rpm,）,序号,故障特征频率（,Hz,）,误,差,振,幅,(m/S,2,),特 征 描 述,测量值,计算值,绝,对,相,对,1,58.594,58.594,0,0,3.245,锥箱,I,轴转频,2,117.188,117.188,0,0,1.508,锥箱,I,轴转频二倍频,3,180.664,175.782,4.882,2.8%,2.458,锥箱,I,轴转频的三倍频,4,239.258,234.376,4.882,2.1%,0.908,锥箱,I,轴转频的四倍频,3),趋势分析,:,从趋势图上可以看到振动是在,1,月,29,日开始上升的，说明故障发展很快。,图,3 26,架通频振动有效值趋势图,4,）特征频率趋势分析,从图,4,中可以看到，,轴转频,(58.59Hz),及,2,倍频,(117.19Hz),的振幅也是在,1,月,29,日开始上升。,图,4 26,架特征频率趋势图,5,）当时的诊断结论与处理建议,1,时域信号特征,a,）,26#,架精轧机在,1,月,29,日柱状图（棒图,a,、,b,、,c,，这里未给出）峰值开始报警，,30,日报警值达,255,；,b,）,29,日时域信号发生严重畸变，,30,日时域信号完全紊乱；,c,）时域趋势图从,27,日的,22.6m/s,2,急剧上升到,30,日的,245 m/s,2,（图7-12），突变了,10,倍左右。,2,频域信号特征：,a,）出现,26#,架精轧机锥箱,I,轴的转动频率（同时也是该轴轴承内圈旋转频率）及大量谐波，达,5000Hz,以上，,这是典型的部件松动特征,。,b,）,58.59Hz,的振幅已经超过,10m/s,2,；（图7-11),3,该齿轮箱可能存在两种故障隐患：,a,）,I,轴轴承损坏（可能性较大）,;,b,）,26,架底座刚度弱（有松动、裂纹等），有被外力所激起的振动,。,实际情况,厂方接到报告后，立即组织检修。开箱后发现,1,轴,MRC7126 KRD4S,轴承损坏。,图,5,破裂的,1,轴轴承,（,注：,这个诊断报告中将锥箱,I,轴的转动频率及大量谐波解释成典型的部件松动特征，实际是因为,轴承破损,，造成,I,轴定心失效所致）,例2,2005,年,1,月,5,日，宣化钢铁公司高速线材轧机的,20,架出现振动异常。图,7,10,为高线轧机的传动机构示意图。,查,20,架的频谱变化过程，见图,1,、图,2,、图,3,。,图,1 12,月,28,日谱图锥箱,I,轴转频,58Hz,幅值为,0.447 m/s,2,图,2 1,月,2,日频谱图（锥箱轴转动频率,58Hz,的振幅为,2.502 m/s,2,图,3 1,月,4,日频谱图（锥箱轴转动频率,58Hz,的振幅为,3.664 m/s,2,数据分析,表,1,数据分析表,（测量转速,1088rpm,；推导转速,1078.2rpm,）,从,2004,年,12,月,28,日的频谱图到,2005,年,1,月,4,日的频谱图，可以看到轴转频的振幅上升了,7,倍，而且频域图形中出现很多谐波并向上漂起，时域图形越来越混乱，呈很强的非对称形态。由此可以判断,20,架锥箱轴轴承出现故障,建议：及时更换,20#,锥箱,I,轴轴承，以免发生故障。,序号,故障信号频率,(Hz),计算特征频率,(Hz),振幅,绝对误差,（,Hz,）,相对误差,%,可信度,%,故障部位及性质分析,1,58.594,59.13,2.502,59.13-58.593,=0.537,0.537/59.13=0.91%,100,锥箱,I,轴转频,2,117.188,118.26,2.504,118.26-117.188,=1.072,1.072/118.26=0.91%,100,锥箱,I,轴转频的,2,倍频,20#轧机拆检结果,图,4,图,5,图,6,例,3,2005,年,12,月,15,日，唐山钢铁公司高速线材轧机的增速箱振动异常升高的故障诊断。,根据系统的时域指标监测，在,12,月,14,日发现精轧机增速箱南侧时域指标连续呈黄色警报，到,12,月,15,日时域指标报警值大于,150,变为红色，引起技术人员的关注，因此进一步对该设备进行频谱分析。,图,1,高线精轧机齿轮箱传动链图,频谱图分析,图2 增速箱12月15日时域振动波形,在图,2,增速箱时域振动波形图中可以明显看到高频冲击现象，并且相对,0,位线偏向上方。,0,位线,图,3,增速箱12月15日频谱图,时域信号有明显下延结构是冲击类振动的表现，频域含有,410HZ,成份，并伴随有高阶倍频成份。,诊断结论,1,、经过初步分析该振动成份并非轴与齿轮的故障特征频率（轴转动频率小于,30HZ,，齿轮啮合频率大于,2000HZ,）；,2,、由于轴承参数不全，无法计算精确的故障特征频率，根据估计值计算有轴承故障可能。,在随后的紧急检修中，开箱发现输出高速轴联轴节端滚动轴承内圈断裂。,图,4,轴承内圈断裂,图726,吐丝机传动简图,例,4,：,2006,年,6,月,27,日，安阳钢铁公司高速线材轧制线上的吐丝机,轴发,生轴承碎裂事故，被迫停产检修。事后检视在线故障诊断监测系统，发,现早在,4,月,13,日时域峰值指标状态监测已经发出红色警报。图,1,是吐,丝机传动简图。,作为事后调查，欲对所有故障监测指标作一下回顾，以便认识哪些,指标对这类故障信息敏感。所以将各项时域监测指标列举分析如下：,1,、时域指标趋势分析,(1)6.5,钢吐丝机,a35,测点峰值趋势图,由图,2,可见，在,2,6,月份轧,6.5,钢时，吐丝机,a35,测点时域峰,值从,4,月,13,日（,50 m/s,）开始有所上升，到,4,月,25,日达到,85 m/s,，此,后到,5,月,6,日已达到,260 m/s,以上，并且到吐丝机轴承出现损坏事故前,在线系统一直连续出现红色警报（均在,200 m/s,以上）。,图,2,峰值指标趋势图,(2),轧,6.5,钢吐丝机,a35,水平测点峰值系数趋势图,由图,3,可见，在,2,6,月份轧,6.5,钢时，吐丝机,a35,水平测点峰值系数在,4,月,13,日之前维持在,5,以下，到,4,月,16,日达到,10,，此后到,5,月,25,日之间一直维持在,6.5,以上，轴承在正常状态下的峰值系数为,5,左右，说明吐丝机在,4,月,13,日时已有故障隐患了，到,5,月,25,日后吐丝机,a35,测点峰值系数又降到,5,以下，说明此时轴承到已经损坏了。,图,3,峰,值,系数趋势图,(3),轧,6.5,钢吐丝机,a35,测点峭度指标趋势图,由图,4,可见，在,2,6,月份轧,6.5,钢时，吐丝机,a35,测点峭度在,4,月,13,日之前维持在,5,以下，到,4,月,16,日达到,14,，此后到,5,月,25,日之间一直维持在,6.5,以上，轴承在正常状态下的峭度为,3,左右，说明吐丝机在,4,月,13,日（,9.4,）时已有故障隐患了，到,5,月,25,日后吐丝机,a35,测点峭度又降到,5,以下，说明此时轴承到已经损坏了。,由以上分析可见，从峰值、峰值系数、峭度三个时域指标都可看出吐丝机轴承在,4,月,13,日时已有故障隐患了，在,5,月初到,5,月,25,日是轴承逐渐损坏时期，若在这个时期能够对吐丝机进行必要的检查，就可避免,6,月,27,日轴承碎裂事故的发生。,图,4,峭度指标趋势图,2,频域指标趋势分析案例,轧,6.5,钢吐丝机,II,轴轴频幅值趋势图,由图,1,可见，在,2,6,月份轧,6.5,钢时，吐丝机,II,轴转动频率的幅值在,4,月,24,日之前维持在,0.25,m/s,2,以下，,4,月,24,日开始上升，达到,0.4,m/s,2,，到,5,月,6,日达到,9.659,m/s,2,，此后到,6,月,27,日之间一直维持在,8.5,m/s,2,以上，,6,月,6,日最高达到,30.82,m/s,2,，说明吐丝机在,4,月,24,日（,0.4,）时已有故障隐患了，到,5,月,6,日幅值发生突变，增大了,20,多倍，说明此时吐丝机轴承已经损坏了。,图,1 II,轴轴频幅值趋势图,3,、谱图分析,(1),a35,测点正常时的时域波形及频谱图（轧,6.5,钢）,图,2(a),吐丝机,06,年,3,月,9,日,19,：,00,时域波形图,图,3(b),吐丝机,06,年,3,月,9,日,19,：,00,频域波形图,特征频率表1,特征频率表,1,（图,3,轧,6.5,钢时转速：,1071r/min,）吐丝机,a35,测点谱图数据,),图,3,显示为吐丝机,3,月,9,日,19,：,00,的时域和频域波形图，吐丝机,II,轴（高速轴）转动频率的振幅为,0.151,m/s,，并且,II,轴轴频的,2,、,5,、,7,倍频的振幅较为突出（见特征频率表,1,），这时,II,轴已有轻微松动故障了。由于振幅相对很低，不易看出。,序号,故障信号频率,(Hz),计算特征频率,(Hz),振幅,绝对误差,（,Hz,）,相对误差,%,可信度,%,故障部位及,性质分析,1,29.297,30.665,0.151,1.368,4.46,90,II,轴转动频率,2,58.594,61.33,0.948,2.736,4.46,90,2,II,轴转动频率,3,92.773,91.995,0.63,0.778,0.85,100,3,II,轴转动频率,4,151.367,153.325,1.179,1.958,1.28,100,5,II,轴转动频率,5,205.078,214.655,1.916,9.577,4.46,90,7,II,轴转动频率,(2),a35,测点峰值明显上升时的时域波形及频谱图,(,轧,6.5,钢,),图,4(a),吐丝机,06,年,4,月,25,日,4,：,00,时域波形图,图,5(b),吐丝机,06,年,4,月,25,日,4,：,00,频域波形图,特征频率表2,特征频率表,2,（图,5,轧,6.5,钢时转速：,1052r/min,）吐丝机,a35,测点谱图数据,),图,5,显示为吐丝机,4,月,25,日,4,：,00,的时域和频域波形图，吐丝机,II,轴（高速轴）转动频率的振幅为,0.386m/s,，并且,II,轴轴频的,2,、,5,、,7,倍频幅值较为突出（见特征频率表,2,），与,3,月,9,日波形图相比，,II,轴（高速轴）轴转动频率的振幅上升了,2,倍多，且,II,轴转动频率的,2,、,5,、,7,倍频幅值也相对上升了，表明吐丝机,II,轴松动故障在逐渐加重。,序号,故障信号频率,(Hz),计算特征频率,(Hz),振幅,绝对误差,（,Hz,）,相对误差,%,可信度,%,故障部位及,性质分析,1,29.297,30.121,0.386,0.824,2.73,100,II,轴转动频率,2,58.594,60.242,1.026,1.648,2.73,100,2,II,轴转动频率,3,87.891,90.363,0.639,2.472,2.73,100,3,II,轴转动频率,4,151.367,150.605,0.948,0.762,5.06,90,5,II,轴转动频率,5,205.078,210.847,2.226,5.769,2.73,100,7,II,轴转动频率,(3),a35,测