滑动轴承电机轴向振动超标诊断与处理

徐元周

(卧龙电气南阳防爆集团股份有限公司，河南南阳473008)

滑动轴承电机轴向振动超标诊断与处理

徐元周

(卧龙电气南阳防爆集团股份有限公司，河南南阳473008)

结合某2p电动机在用户现场的振动数据，通过频谱分析，经过现场动平衡，结合拆机检查情况判断该电动机滑动轴承出现的故障及其原因，经过拆机检查判断了故障原因并进行处理,提出了解决方案。

滑动轴承；2p电机；轴向振动；频谱分析

0 引言

滑动轴承是旋转机械中应用最广泛的机械零件，也是最易损坏的元件之一。滑动轴承的刚度和阻尼影响着转子的动力特性, 其工作状态的好坏对旋转机械的工作状态有很大的影响。在研究旋转机械故障问题时, 转子的许多故障都与滑动轴承有关。滑动轴承工作异常会导致旋转机械产生异常振动和噪声，甚至造成旋转件损坏。

本文结合某2p电动机在用户现场的振动数据，经过频谱分析以及现场动平衡检查，结合拆机检查找出了故障原因，并提出了解决方案。

1 故障诊断

电机通过齿轮箱增速后带泵运行，电机与齿轮箱之间通过弹性膜片联轴器连接。结构布置图及测点位置见图1。

图1 泵组测点布置图

用户反馈该泵组在正常运行了1年的时间后振动变大，通过现场实际测试，设备各测点具体振动值见表1。

表1 泵组各测点振动值

通过上述实测振动值，可以看到，振动大的测点主要集中在电机测点上。

2 故障处理方案

电机主要参数如下：YAKS 630-2，4500kW，10kV，Y接，额定转速2980 r/min，滑动轴承强制润滑。

为了分析电机振动的原因，首先将电机与齿轮箱间的联轴器拆除，单独对电机进行运转并测试电机额定电压下空载状态的振动，振动数据见表2。

表2 电机振动数据

并对电机进行频谱进行分析，1#、2#测点水平方向振动频谱见图2(垂直、轴向振动频谱类似)。

图 2 电机测点水平方向振动频谱图

通过上述数据，分析得出电机振动值偏大，且不稳定，振动频率主要以1X、2X、3X为主。结合振动1X相位信息分析，该转子存在一定的不平衡量。

本着先易后难的处理思路，准备从电机转子减少不平衡量入手。随后与业主协商进行现场动平衡，具体处理方案同参考文献[1]。动平衡处理后电机振动数据见表3。

表3 动平衡处理后电机振动数据

11:55时电机测点振动频谱图见图3、图4、图5(其他时间段频谱类似，仅振动值有变化)。

图 3 电机测点水平方向振动频谱图

图 4 电机测点垂直方向振动频谱图

图 5 电机测点轴向方向振动频谱图

从上述振动数据，可以总结如下规律

(1)振动值随着电机运行时间的变化而不断变化，以1#测点变化最明显，且轴向振动不断变大。

(2)从振动频谱看，以3倍频为主。

根据生产实践经验，结合上述现象，引起上述轴向振动的原因可能有电机端盖轴向支撑刚度不足，引起共振；电机轴承加工装配等原因，轴承质量下降。针对上述可能性，逐一进行了排查。对电机端盖轴向进行模态分析(见图6)，从分析结果表明，端盖轴向一阶固有频率为225.27Hz，远离转频及其倍数频率，不存在共振现象。

图6 电机端盖轴向实验模态测试

经对轴承球面的接触面积、紧力，轴瓦的接触面积、顶隙、侧隙检查，结果表明，驱动端轴承符合出厂技术要求，但非驱动端轴承不符合要求，且轴瓦研磨痕迹明显(见图7)，轴承座明显变形导致接触面积不足(见图8)。具体测试数据如下

轴瓦侧隙数据：驱动端轴承0.15～0.17mm，非驱动端轴承0.07～0.14mm。

轴瓦顶隙数据：驱动端轴承平均0.33mm，非驱动端轴承平均0.36mm。

轴承紧力数据：驱动端轴承平均0.032mm，非驱动端轴承平均0.07mm。

图7 轴瓦研磨痕迹

图8 非驱动端轴承座球面变形情况

通过对轴承进行拆机检查，结合测量的数据，认为电机轴向振动的主要原因为电机轴承存在质量问题，需要进行修复。经仔细查看非驱动端轴承，发现非驱动端轴承座有焊接痕迹，经询问用户了解到，因轴承座支撑筋有裂纹用户进行了自行补焊，焊接应力导致轴承座变形引起了此次故障，更换轴承后电机振动数据见表4。

表4 修理后电机空载振动数据

因非驱动端轴承座有绝缘层，无法进行修理，经更换轴承后电机振动完全合格，且运行40min基本无变化，带负载运行振动变化不大。

3 结语

电机振动问题产生的原因和防治均具有综合性和复杂性，难于进行简单的分析处理，因此进行分析和处理振动问题时，必须分析各个环节对振动的影响，理清原因和导致的危害，明确特征后对症处理。利用频谱分析技术、模态分析技术，结合现场动平衡，有效的查找了电机轴向振动的原因，通过拆机检查，判断该电动机滑动轴承出现的故障及其原因，并进行处理，为电机振动处理提供了有力的帮助。

[1] 张文刚,王泽威,徐元周. 防爆电机振动的现场处理[J].电气防爆，2009.2.

[2] 徐元周,王泽威,刘玉慧. 防爆电机信号采集系统设计[J].电气防爆，2007.4.

[3] 徐元周,王泽威,李小辉. 工作变形分析在电机振动处理中的应用[J].电机技术，2015.1.

[4] 孙永泰. 提高端盖刚度降低电机轴向振动[J].电机技术，2010.1.

[5] 陈建军,刘长财,罗子昌. 防爆电机滑动轴承的使用与维护[J].电气防爆，2005.1.

[6] 黄润华,姜元锋,傅汝楫. 滑动轴承载荷的现场监测和诊断[J].机械强度，1988.4.

Diagnosis and Treatment on Excessive Axial Vibration of Sliding Bearing Motor

XuYuanzhou

(Wolong Electric Nanyang Explosion Protection Group Co., Ltd., Nanyang 473008, China)

Combining with vibration data of a 2P motor obtained in user′s site and disassembly inspection situation, sliding bearing fault and occurrence causes of the dynamically-balanced motor are judged by spectrum analysis, and the solutions are found out. After disassembly inspection, the fault cause is determined and dealt with.

Sliding bearing；2P motor；axial vibration；spectrum analysis

10.3969/J.ISSN.1008-7281.2017.03.13

TM303.5

B

1008-7281(2017)03-0043-003

徐元周 男 1981年生；毕业于河南科技大学机械电子工程专业，现从事电机制造工艺、故障诊断等方面工作.

2016-08-22